Диафрагмы

[Kuleshov]

Здравствуйте, товарищи! Привет от выпуска ХимФака 2000-го.
Возникло небольшое затруднение. Для щелочного электролиза нужна диафрагма, которая работала бы в 6 М щелочи при 80-100 С, и при этом была бы гидрофильной, т.е. замена асбесту. Керамика не работает, т.к. возникают высокие перенапряжения, с полимерами - проблема, чего-то я недоучил в свое время на ВМС, из полимеров, живущих в таких условиях я откопал пока только полисульфон, а он гидрофобный, т.е. не работает. Может быть кто-то знает, другие "живучие" полимеры или способы гидрофилизации.
Заранее спасибо.

[Y]

Честно говоря зачем нужна диафрагма при электролизе я не знаю Не моя область. Что же касается гидрофильных стойких полимеров, то я бы поискал какой-нибудь сшитый фтор-полимер гидрофилизированный функциональными группами. Тоже мало что знаю, но вот например "есть в природе" такой: Nafion is a sulfonated tetrafluorethylene copolymer. Мембраны вообще (не уточнял для чего) из него делают. Вдруг да пригодится ключевое слово

[Kuleshov]

[Y]

Сам я с этим материалом не сталкивался. Но объясните мне - почему этот материал гидрофобный если по идее усажен сульфогруппами? И тем более - гидрофобный в щелочной среде? Без подколок - просто самому уже интересно

[pH<7]

А полистиролсульфокислота бывает?

[Sovetnik]

В никелевых аккумуляторах используется мембрана их спеченого металлического мелкодисперсного (или тонковолокнистого) никеля, может она подойдет?

[Kuleshov]

А полистиролсульфокислота бывает?

Я же извинился!

[SIG]

Один человек меня уже об этом спрашивал, в частном порядке, так сказать. Можно попробовать пористое стекло, работает недолго, но на пару опытов хватит, пористый тефлон, но он гидрофобный, пористый полиэтилен - его можно гидрофилизировать, обработав хромовой смесью, наконец я вспомнил, что в свинцовых аккумуляторах есть пористые полимерные прокладки, забыл из чего. Короче, если вы объясните, зачем вам обязательно гидрофильный полимер, можно будет еще что-нибудь выдумать.

[avor]

гидрофилизованные полимеры тоже будут давать большую поляризацию ибо гидрофилизация проходит, как правило заряженными группами.

КАк попытку могу присоветовать сшитый ПВС. Но не знаю выдержит ли? Опять смитря чем и как сшит.

[Iskander]

---- пористый полиэтилен - его можно гидрофилизировать, обработав хромовой смесью ----

Это самое оно. Ещё лучше - пористый полипропилен. Обработка - обычная хромка при комнатной температуре.

[TechnologPavel]

Я делал электролиз у себя дома. Очеьн хорошая кстати вещь в получении реактивов! Вот лично я использовал портланд цемент в кач-ве диафрагмы.

[Kuleshov]

Некоторое время не участвовал в обсуждении, был немного занят.
Вопрос по поводу полиэтилена и полипропилена, у меня подозрение, что они будут набухать, а это недопустимо по тех заданию.
По-поводу пористого стекла, жаль что работать долго не будет, разговор идет о нескольких месяцах непрерывной работы, повторюсь, что керамика не работает, кстати я причину до конца так и не понял.
Мембраны на основе пористого никеля или никелевых сеток тоже не пойдут, разговор идет о констуркции с "нулевым зазором", т.е. расстояние между электродами - это собственно сама диафрагма.

Теперь к вопросу "зачем вообще такая диафрагма понадобилась". Ее задача - разделить газы, выделяющиеся на аноде и катоде, причем примесь одного газа в другом не должна превышать 0,03 %. При всем этом, чем в большей степени диафрагма препятствует движению электролита, тем естественно хуже. Отсюда все проблемы с гидрофильностью. В России единственным рабочим материалом является асбест, а вот его-то и надо заменить.

Нафион, если я не ошибась, мембрана, которая обеспечивает протонную проводимость (в рассматриваемом тяжелом случае не она играет рашающую роль), а как только в растворе появляются Na+, забиваются даже немногочисленные поры, которые были, плюс еще куча эффектов, но это отдельная песня. Повторюсь, что речь в данном случае идет скорее не о мембране, а о диафрагме, хотя неизвестно чем этот путь закончится.

Честно говоря, я пробую сейчас связать оксиды алюмния, титана и некоторые другие полисульфоном, но не получается. Если наполнителя (оксида) слишком много, диафрагма естественно получается хрупкой, если перебор связующего (полисульфона), получается гидрофобная пленка, которая вообще ничего пропускать не может.

Кстати, не знает ли кто-нибудь, существуют ли справочники по химическим свойтсвам полимеров, пластификаторов и т.д. или эта информация только для избранных, которым и по формуле все понятно.

Всем удачи, до скорого.

[avor]

---Вопрос по поводу полиэтилена и полипропилена, у меня подозрение, что они будут набухать, а это недопустимо по тех заданию.

Хрена лысого он будет набухать, там толщина стенки между порами слишком большая, механически набухание невозможно. Другое дело, что при гидрофилизации на поверхности пор появляются карбоксилы. А это значит неизбежная поляризация.

Можно попробовать использовать алкил амины в качестве гидрофилизатора поверхности они в щелочи должны терять заряд.

[Iskander]

Полностью согласен с avorом
Полипропилен и полиэтилен набухают исключительно фигово. Сам пытался их "набухать", так ни фига не вышло. Насчёт карбоксилов - большой вопрос. В ПП скорее всего образуются гидроксилы и то очень мало. В ИК их видно только на уровне галлюцинации. Карбоксилы там тоже не наблюдаются (пик карбонила отсутствует).
НО! гидрофильность этого материала однозначна, в отличие от исходного ПП.

Короче, испробовать это недолго. Окончательный ответ о пригодности даст только электролиз с этой диафрагмой

[Kuleshov]

Спасибо господам Avor и Iskander, поэкспериментирую с ППЭ и хромкой обязательно, о результатах доложу сразу по получении таковых. Кстати, мною был обнаружен таки материал, который работает последние две недели и не разваливается, мало того, электролиз фигачит "на ура", но напряжение на ячейке все-же великовато, если получится привести его в божеский вид, поделюсь.

[pH<7]

А полистиролсульфокислота бывает?

Я же извинился!

В смысле? Я серьёзно. Интересно.

[PVLND]

Быть может эта ссылка на ионнообменные мембраны окажется полезной.