Mis on diafragma elektrolüüs?

Diafragma elektrolüüs viitab membraani seadmisele anoodi ja katoodi vahele, et eraldada katoodi ja anoodi tooted. Separaator on poorne läbilaskev kiht, mis ei takista ioonide migratsiooni ja voolu läbimist ning paneb need teatud kiirusega katoodile voolama, kuid võib takistada OH- difusiooni anoodile ja takistada ioonide vahelist mehaanilist segunemist. katood- ja anooditooted.

Praegu kasutatakse tööstuses sagedamini vertikaalse membraaniga elektrolüüsiseadmeid. Anood on valmistatud grafiidist või metallist ning katood okastraadist või perforeeritud raudplaadist. Pärast elektrolüüsi jaoks alalisvoolu sisestamist kaotab osa soolveelahuses olevatest kloriidioonidest anoodil olevaid elektrone, et tekitada kloorigaasi ja väljuda. Anoodilahuses ülejäänud naatriumioonid migreeruvad koos lahusega katoodile ja voolavad katoodi elektrolüüti, kus vesinikuioonid saavad katoodil elektronid, et tekitada vesinik ja väljuda elektrolüüsielemendi katoodikambrist. Vesinikuioonide pideva väljutamise tõttu eraldub gaas vesinik, mis soodustab veelgi vee ioniseerumist. Lahusesse jäänud hüdroksiidioonid ja naatriumioonid moodustavad leeliselise lahuse, mis koos elektrolüüsimata naatriumkloriidi lahusega pidevalt elektrolüütielemendist välja lastakse. Värsket soolvett täiendatakse pidevalt ja seda toodetakse pidevalt elektrolüsaatori anoodikambris.

Kuna membraani elektrolüüsi tehnoloogiat on kloorleelisetööstuses laialdaselt kasutatud, on selle põhimõtte illustreerimiseks võetud näitena uusim leelise valmistamise protsess, ioonivahetusmembraani elektrolüüsi meetod. Katioonvahetusmembraani kasutatakse elektrolüütielemendi katood- ja anoodikambrite eraldamiseks kahekambrilise elektrolüütielemendi moodustamiseks. Küllastunud NaCl lahus juhitakse anoodikambrisse ja destilleeritud vesi katoodikambrisse. Välise alalisvoolu elektrivälja toimel toodab anood kloorigaasi ja katood vesinikgaasi. Kuna katioonivahetusmembraani fikseeritud rühm (R-SO-3-) on negatiivse laenguga, tõmbab see lahusesse Na plus ioonide vastandlaenguid ja selle tulemusena pääsevad läbi ainult Na pluss ioonid. , samas kui Cl- ioonid tõrjutakse, seega Na pluss ioonid Liikudes katoodikambrisse, ühineb see OH-ga, et tekitada NaOH. Elektroodi peamine reaktsioon on:

Anoodikambris:

NaCl==Na pluss Cl – (1)

2Cl==Cl2 pluss 2e (2)

Katoodikambris:

H2O==H pluss pluss OH – (3)

2H pluss 2e ==H2 (4)

Na pluss pluss OH-==NaOH (5)

Ülaltoodud on ioonivahetusmembraani kasutamise põhimõte soolase vee elektrolüüsimiseks leelise tootmiseks.

Elektroodreaktsioonid on üldiselt redutseerimisreaktsioonid, mis toimuvad katoodkambris asuval katoodil, ja oksüdatsioonireaktsioonid, nagu Cl2 vabanemine, toimuvad anoodikambri anoodil.