隔膜電解とは

隔膜電解とは、陽極と陰極の間に隔膜を設置し、陰極と陽極の生成物を分離することです。 セパレーターは、イオンの移動と電流の通過を妨げず、特定の速度でカソードに流れさせる多孔質透過層ですが、OH- のアノードへの拡散を防ぎ、イオン間の機械的混合を防ぐことができます。カソードおよびアノード製品。

現在、業界では縦型隔膜電解槽がより一般的に使用されています。 陽極はグラファイトまたは金属でできており、陰極は有刺鉄線または穴あき鉄板でできています。 直流電流を流して電気分解を行うと、ブライン溶液中の塩化物イオンの一部が陽極で電子を失い、塩素ガスを発生して脱走します。 陽極溶液中に残ったナトリウムイオンは、溶液とともに陰極に移動し、陰極の電解液に流入し、水素イオンは陰極で電子を受け取って水素を生成し、電解槽の陰極室から脱出します。 水素イオンの継続的な放出により、水素ガスが放出され、水のイオン化がさらに促進されます。 溶液中に残った水酸化物イオンとナトリウムイオンはアルカリ溶液となり、無電解の塩化ナトリウム溶液とともに電解槽から連続的に排出されます。 新鮮な塩水が継続的に補充され、電解槽の陽極コンパートメントで継続的に生成されます。

膜電解技術はクロールアルカリ産業で広く使用されているため、最新のアルカリ製造プロセスであるイオン交換膜電解法を例として、その原理を説明します。 陽イオン交換膜を使用して、電解セルの陰極チャンバーと陽極チャンバーを分離し、2 チャンバー電解セルを形成します。 飽和ＮａＣｌ溶液が陽極室に導入され、蒸留水が陰極室に導入される。 外部直流電場の作用下で、アノードは塩素ガスを生成し、カソードは水素ガスを生成します。 陽イオン交換膜の固定基（R-SO-3-）は負に帯電しているため、溶液中のNaプラスイオンの反対電荷を引き寄せ、結果としてNaプラスイオンのみを通過させます。 、一方、Cl- イオンは反発するので、Na プラス イオンはカソード コンパートメントに移動し、OH- と結合して NaOH を生成します。 電極の主な反応は次のとおりです。

陽極コンパートメント内:

NaCl==Na プラス Cl - (1)

2Cl==Cl2 プラス 2e (2)

陰極コンパートメント:

H2O==H プラス OH - (3)

2H プラス プラス 2e ==H2 (4)

Na プラス OH-==NaOH (5)

以上がイオン交換膜を用いて塩水を電気分解し、アルカリを生成する原理です。

電極反応は、一般に、陰極区画の陰極で起こる還元反応であり、陽極区画の陽極で Cl2 の放出などの酸化反応が起こります。