JPH04171027A - 電気透析法水スプリッタシステム - Google Patents
電気透析法水スプリッタシステムInfo
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- JPH04171027A JPH04171027A JP29370290A JP29370290A JPH04171027A JP H04171027 A JPH04171027 A JP H04171027A JP 29370290 A JP29370290 A JP 29370290A JP 29370290 A JP29370290 A JP 29370290A JP H04171027 A JPH04171027 A JP H04171027A
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- bipolar membrane
- water splitter
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- anion exchange
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、イオン交換膜とバイポーラ膜を用いた新規な
電気透析法水スプリッタシステムに関する。
電気透析法水スプリッタシステムに関する。
本発明のシステムは、各種工場廃棄物として生じる塩の
酸と塩基への分解による再利用、各種酸廃液の回収、酸
や塩基の製造等に有用である。
酸と塩基への分解による再利用、各種酸廃液の回収、酸
や塩基の製造等に有用である。
（従来技術）
アニオン交換膜とカチオン交換膜からなる複層膜、いわ
ゆるバイポーラ膜に、アニオン交換膜側を陽極側、カチ
オン交換膜側を陰極側にして電流を流すと水が分裂して
水素イオンと水酸イオンに分かれることは、Ｐｒ１ｅｔ
ｔｅが１９５６年に報告している。また、石橋らは、ア
ニオン交換膜、バイポーラ膜、およびカチオン交換膜を
組込んだ電槽を用いて中性塩を電気透析により酸とアル
カリに分解できることを１９５８年に報告している。そ
の後、このような塩の酸と塩基への分解法の中核をなす
水スプリッタとしてのバイポーラ膜の製法および用途に
ついて数多くの提案がなされている。
ゆるバイポーラ膜に、アニオン交換膜側を陽極側、カチ
オン交換膜側を陰極側にして電流を流すと水が分裂して
水素イオンと水酸イオンに分かれることは、Ｐｒ１ｅｔ
ｔｅが１９５６年に報告している。また、石橋らは、ア
ニオン交換膜、バイポーラ膜、およびカチオン交換膜を
組込んだ電槽を用いて中性塩を電気透析により酸とアル
カリに分解できることを１９５８年に報告している。そ
の後、このような塩の酸と塩基への分解法の中核をなす
水スプリッタとしてのバイポーラ膜の製法および用途に
ついて数多くの提案がなされている。
例えば、特公昭６０−３１８６０号公報と特開昭６３−
９５２３５号公報には、ベンゼン環を含有する高分子膜
の片面にスルホン化処理によりカチオン交換基を導入し
、もう一方の面にアニオン交換基として四級アンモ、ニ
ウム基を導入する方法が開示されている。また、特公昭
６０−３５９３６号公報には、ポリビニルベンジルクロ
ライドとポリフッ化ビニリデンから成る膜に四級アンモ
ニウム基を導入後微粒子のカチオン交換樹脂とポリフッ
化ビニリデン溶液を塗布して作製されるバイポーラ膜が
開示され、更に、特公昭５９−４７２３５号公報には、
アニオン交換膜とカチオン交換膜の積層界面に塩化鉄な
どの無機化合物を介在させて接合させた膜が開示されて
いる。更に、特開昭６０−１２３４号公報には、機械的
強度や耐薬品性を改善する目的で主鎖骨格がパーフルオ
ロカーボン重合体とした弗素系バイポーラ膜が開示され
ている。
９５２３５号公報には、ベンゼン環を含有する高分子膜
の片面にスルホン化処理によりカチオン交換基を導入し
、もう一方の面にアニオン交換基として四級アンモ、ニ
ウム基を導入する方法が開示されている。また、特公昭
６０−３５９３６号公報には、ポリビニルベンジルクロ
ライドとポリフッ化ビニリデンから成る膜に四級アンモ
ニウム基を導入後微粒子のカチオン交換樹脂とポリフッ
化ビニリデン溶液を塗布して作製されるバイポーラ膜が
開示され、更に、特公昭５９−４７２３５号公報には、
アニオン交換膜とカチオン交換膜の積層界面に塩化鉄な
どの無機化合物を介在させて接合させた膜が開示されて
いる。更に、特開昭６０−１２３４号公報には、機械的
強度や耐薬品性を改善する目的で主鎖骨格がパーフルオ
ロカーボン重合体とした弗素系バイポーラ膜が開示され
ている。
バイポーラ膜を用いた従来の水スプリッタシステムは例
えば第３図に示すように、水スプリッタがバイポーラ膜
１のみからなり、これにアニオン交換膜８．１０とカチ
オン交換膜９．１１が追加されて構成されている。また
、第３図に示すシステムにおいては、陰極室Ｉ、陽極室
■、塩供給室■と■、酸回収室■、塩基回収室Ｖが設け
られており、バイポーラ膜１の内部で水がＯＨ−とＨ＋
に分割され、それぞれ陽極室側と陰極室側に吐出されて
くる。従って、バイポーラ膜１の内部に水の分割の速度
に見合った量の水を供給する必要がある。しかしながら
、水がバイポーラ膜１に浸透する速度は小さく、このた
め、従来の水スプリッタシステムは単位膜面積あたりの
水分側の速度を大きくすることができないという欠点が
あった。
えば第３図に示すように、水スプリッタがバイポーラ膜
１のみからなり、これにアニオン交換膜８．１０とカチ
オン交換膜９．１１が追加されて構成されている。また
、第３図に示すシステムにおいては、陰極室Ｉ、陽極室
■、塩供給室■と■、酸回収室■、塩基回収室Ｖが設け
られており、バイポーラ膜１の内部で水がＯＨ−とＨ＋
に分割され、それぞれ陽極室側と陰極室側に吐出されて
くる。従って、バイポーラ膜１の内部に水の分割の速度
に見合った量の水を供給する必要がある。しかしながら
、水がバイポーラ膜１に浸透する速度は小さく、このた
め、従来の水スプリッタシステムは単位膜面積あたりの
水分側の速度を大きくすることができないという欠点が
あった。
（発明が解決しようとする課題）
本発明の目的は、上述した従来のバイポーラ膜を用いた
水スプリッタシステムの問題点を改善し、高効率で安定
に動作する水スプリッタシステムを提供することにある
。
水スプリッタシステムの問題点を改善し、高効率で安定
に動作する水スプリッタシステムを提供することにある
。
（課題を解決するための手段）
本発明者らは上記課題を解決するために鋭意検討を行な
った結果、本発明を完成するに至った。
った結果、本発明を完成するに至った。
すなわち本発明は少なくとも１個の水スプリッタを使用
して電気透析により塩溶液を水酸化物と酸に変換する電
気透析法水スプリッタシステムにおいて、前記水スプリ
ッタが陰極側からバイポーラ膜とアニオン交換膜の順に
相互に接合することなく対置して構成され、上記バイポ
ーラ膜の陽極側がアニオン交換層、陰極側がカチオン交
換層からなることを特徴とする電気透析水スプリッタシ
ステムであり、該システムは高効率で安定に動作する。
して電気透析により塩溶液を水酸化物と酸に変換する電
気透析法水スプリッタシステムにおいて、前記水スプリ
ッタが陰極側からバイポーラ膜とアニオン交換膜の順に
相互に接合することなく対置して構成され、上記バイポ
ーラ膜の陽極側がアニオン交換層、陰極側がカチオン交
換層からなることを特徴とする電気透析水スプリッタシ
ステムであり、該システムは高効率で安定に動作する。
（作用）
以下、本発明のシステムを詳細に説明する。本発明のシ
ステムは少なくとも１個の水スプリッタを使用して電気
透析により塩溶液を水酸化物と酸に変換するものである
が、本発明においては例えば第１図に示す水スプリッタ
が用いられる。第１図に示す水スプリッタ３は陰極５側
からバイポーラ膜１とアニオン交換膜２の順に相互に接
合することなく対置して構成されており、更にバイポー
ラ膜１は陽極４側がアニオン交換層６、陰極５側がカチ
オン交換層７からなっている。本発明において用いられ
る水スプリッタ３を構成するバイポーラ膜１とアニオン
交換膜２との間隔は特に限定されないが、水スプリッタ
の電気抵抗を下げるために可及的に小さくすることが好
ましく、０．−２〜５０１ｍが好ましい。また、本発明
において用いられる水スプリッタ３のバイポーラ膜１と
アニオン交換膜２とで挟まれる室に、高分子カチオンを
含有する水溶液を介在せしめることにより水分側の電流
効率を向上せしめることができるので好ましい。このよ
うな高分子カチオンの例としては、ポリ（ｏ、ｍ、ｐ−
ビニルベンジルトリメチルアンモニウムヒドロキシド）
やポリ（ジアリルジメチルアンモニウムヒドロキシド）
あるいはそれらの誘導体などが例示される。なおこれら
の高分子カチオンの分子量は１０３未満の場合、高分子
カチオンが、水スプリッタを構成する膜中に浸透してし
まうおそれがあるので、１０３〜１０７とすることが望
ましく、更には１０４以上であることが好ましい。また
、高分子カチオン水溶液のカチオン濃度は０．１〜２０
ｇ／ｄＪであることが望ましく、更には１〜１５ｇ／
ｄＪであることが好ましい。
ステムは少なくとも１個の水スプリッタを使用して電気
透析により塩溶液を水酸化物と酸に変換するものである
が、本発明においては例えば第１図に示す水スプリッタ
が用いられる。第１図に示す水スプリッタ３は陰極５側
からバイポーラ膜１とアニオン交換膜２の順に相互に接
合することなく対置して構成されており、更にバイポー
ラ膜１は陽極４側がアニオン交換層６、陰極５側がカチ
オン交換層７からなっている。本発明において用いられ
る水スプリッタ３を構成するバイポーラ膜１とアニオン
交換膜２との間隔は特に限定されないが、水スプリッタ
の電気抵抗を下げるために可及的に小さくすることが好
ましく、０．−２〜５０１ｍが好ましい。また、本発明
において用いられる水スプリッタ３のバイポーラ膜１と
アニオン交換膜２とで挟まれる室に、高分子カチオンを
含有する水溶液を介在せしめることにより水分側の電流
効率を向上せしめることができるので好ましい。このよ
うな高分子カチオンの例としては、ポリ（ｏ、ｍ、ｐ−
ビニルベンジルトリメチルアンモニウムヒドロキシド）
やポリ（ジアリルジメチルアンモニウムヒドロキシド）
あるいはそれらの誘導体などが例示される。なおこれら
の高分子カチオンの分子量は１０３未満の場合、高分子
カチオンが、水スプリッタを構成する膜中に浸透してし
まうおそれがあるので、１０３〜１０７とすることが望
ましく、更には１０４以上であることが好ましい。また
、高分子カチオン水溶液のカチオン濃度は０．１〜２０
ｇ／ｄＪであることが望ましく、更には１〜１５ｇ／
ｄＪであることが好ましい。
ところで、バイポーラ膜１は、片面がアニオン交換基を
有するアニオン交換層６から、もう一つの片面がカチオ
ン交換基を有するカチオン交換層７から構成され、この
アニオン交換基としては例えば四級アンモニウム基など
が、カチオン交換基としては例えばスルホン酸基などが
用いられる。このようなバイポーラ膜として炭化水素系
の重合体からなるものと主鎖がペルフルオロカーボン重
合体からなるものがあり、後者の例として、特開昭６０
−１２３４号公報に開示されているバイポーラ膜などが
ある。本発明において用いられる水スプリッタ３を構成
するバイポーラ膜１のアニオン交換層６の厚さは、１〜
２００μｍで且つ膜全体の厚さの１７１ｏｏｏから１／
２であることが望ましく、更に２〜１００μｍで且つ膜
全体の厚さの１１５００から１／４であることが好まし
い。また、０ 、 ５ ｍｏｌ／ｊの食塩中での電気抵
抗値が０．５から２０Ω・ｃｄ、塩化カリウム濃度が１
ｍｏｌ／ｊ と０ 、 １ ｍｏｌ／Ｊの水溶液を用
いて測定した静的カチオン輸率が、０．５から０．９６
、更には各々の値が０．５から１０Ω・Ｃ−１０，６か
ら０．９２であるバイポーラ膜が本発明の水スプリッタ
３を構成するバイポーラ膜１として好ましく用いられる
。本発明において用いられる水スプリッタ３を構成する
アニオン交換膜２は、ＯＨ−の透過性か大きく、カチオ
ンを透過しないものであれば特に限定はされないが、塩
化カリウム濃度が１ ｍｏｌ／Ｉ と０．１１ｏｆ／ｊ
の水溶液を用いて測定した静的アニオン輸率が０．９５
から１．００であることが望ましい。
有するアニオン交換層６から、もう一つの片面がカチオ
ン交換基を有するカチオン交換層７から構成され、この
アニオン交換基としては例えば四級アンモニウム基など
が、カチオン交換基としては例えばスルホン酸基などが
用いられる。このようなバイポーラ膜として炭化水素系
の重合体からなるものと主鎖がペルフルオロカーボン重
合体からなるものがあり、後者の例として、特開昭６０
−１２３４号公報に開示されているバイポーラ膜などが
ある。本発明において用いられる水スプリッタ３を構成
するバイポーラ膜１のアニオン交換層６の厚さは、１〜
２００μｍで且つ膜全体の厚さの１７１ｏｏｏから１／
２であることが望ましく、更に２〜１００μｍで且つ膜
全体の厚さの１１５００から１／４であることが好まし
い。また、０ 、 ５ ｍｏｌ／ｊの食塩中での電気抵
抗値が０．５から２０Ω・ｃｄ、塩化カリウム濃度が１
ｍｏｌ／ｊ と０ 、 １ ｍｏｌ／Ｊの水溶液を用
いて測定した静的カチオン輸率が、０．５から０．９６
、更には各々の値が０．５から１０Ω・Ｃ−１０，６か
ら０．９２であるバイポーラ膜が本発明の水スプリッタ
３を構成するバイポーラ膜１として好ましく用いられる
。本発明において用いられる水スプリッタ３を構成する
アニオン交換膜２は、ＯＨ−の透過性か大きく、カチオ
ンを透過しないものであれば特に限定はされないが、塩
化カリウム濃度が１ ｍｏｌ／Ｉ と０．１１ｏｆ／ｊ
の水溶液を用いて測定した静的アニオン輸率が０．９５
から１．００であることが望ましい。
このようなアニオン交換膜としてはクロルメチル化ポリ
スチレン−ジビニルベンゼン重合体に四級アンモニウム
塩基を導入した膜、ビニルピリジン−ジビニルベンゼン
重合体の四級化膜、アニオン交換基を持つモノマーがオ
レフィン系や弗素系の膜にグラフト重合された膜など（
文献例、清水、西村編： 「最新の膜処理技術とその応
用」、フジ・テクノシステム、１９８４年）などが例示
される。更にこれらの他にも特開昭５９−１２２５２０
号公報、特開昭６０−４５３７号公報、特開昭６０−８
４３１３号公報などに開示される、主鎖骨格がパーフル
オロカーボン重合体でありペンダント鎖にアニオン交換
基を有する弗素系アニオン交換膜は機械的強度と耐薬品
性に優れているので特に好ましく使用される。
スチレン−ジビニルベンゼン重合体に四級アンモニウム
塩基を導入した膜、ビニルピリジン−ジビニルベンゼン
重合体の四級化膜、アニオン交換基を持つモノマーがオ
レフィン系や弗素系の膜にグラフト重合された膜など（
文献例、清水、西村編： 「最新の膜処理技術とその応
用」、フジ・テクノシステム、１９８４年）などが例示
される。更にこれらの他にも特開昭５９−１２２５２０
号公報、特開昭６０−４５３７号公報、特開昭６０−８
４３１３号公報などに開示される、主鎖骨格がパーフル
オロカーボン重合体でありペンダント鎖にアニオン交換
基を有する弗素系アニオン交換膜は機械的強度と耐薬品
性に優れているので特に好ましく使用される。
本発明のシステムにおいて、上述の水スプリッタ３の内
部では、バイポーラ膜１の表面に近いところで水がＯＨ
−とＨ“に優先的に分割され、それぞれ、陽極室側と陰
極室側に吐きａされてくる。
部では、バイポーラ膜１の表面に近いところで水がＯＨ
−とＨ“に優先的に分割され、それぞれ、陽極室側と陰
極室側に吐きａされてくる。
従って、水の分割がバイポーラ膜１の内部で生じること
がないので、水スプリッタ３に流す電流を大きくするこ
とができ、このことによりＯＨ−とＨ＋の生成速度を大
きくすることが可能となる。
がないので、水スプリッタ３に流す電流を大きくするこ
とができ、このことによりＯＨ−とＨ＋の生成速度を大
きくすることが可能となる。
これら水スプリッタは、本発明のシステムにおいて例え
ば第２図に示す電気透析槽に組み込まれて用いられる。
ば第２図に示す電気透析槽に組み込まれて用いられる。
第２図に示す電気透析槽は水スプリッタ３にアニオン交
換膜８．１０とカチオン交換膜９．１１を追加して、陰
極室工、陽極室■、塩供給室■と■、酸回収室■、塩基
回収室Ｖを設けることにより構成されており、このよう
な電気透析槽により、塩の分解により酸と塩基を生成す
ることができる。更に、第２図の■〜Ｖ室を１つの繰返
し単位として、これを複数回繰返し重ねて構成された電
気透析槽を用いてもよい。この電気透析槽に追加される
アニオン交換膜８．１０としては上述した水スプリッタ
３を構成するアニオン交換膜２と同様の膜などを例示す
ることができる。
換膜８．１０とカチオン交換膜９．１１を追加して、陰
極室工、陽極室■、塩供給室■と■、酸回収室■、塩基
回収室Ｖを設けることにより構成されており、このよう
な電気透析槽により、塩の分解により酸と塩基を生成す
ることができる。更に、第２図の■〜Ｖ室を１つの繰返
し単位として、これを複数回繰返し重ねて構成された電
気透析槽を用いてもよい。この電気透析槽に追加される
アニオン交換膜８．１０としては上述した水スプリッタ
３を構成するアニオン交換膜２と同様の膜などを例示す
ることができる。
また、カチオン交換膜９．１１としては、塩化カリウム
濃度が１ ｇｏｔ／Ｊ と０ 、 １ ｍｏｌ／ｊの水
溶液を用いて測定した静的カチオン輸率が０．９５から
１．００であるカチオン交換膜が好ましく用いられる。
濃度が１ ｇｏｔ／Ｊ と０ 、 １ ｍｏｌ／ｊの水
溶液を用いて測定した静的カチオン輸率が０．９５から
１．００であるカチオン交換膜が好ましく用いられる。
このようなカチオン交換膜としては、スチレン−ジビニ
ルベンゼン系共重合体膜、スチレン−ブタジェン系共重
合体膜あるいはスチレンなどのモノマーをオレフィン系
膜や含弗素系膜にグラフト重合して得られた膜にスルホ
ン酸基を導入して得られた膜などが例示される（文献例
、清水、西村編： 「最新の膜処理技術とその応用」、
フジ・テクノシステム、１９８４年）。更にこれらの他
に、文献（化学工業、５８巻、１７０−１７５ページ、
１９８７年）に開示される、主鎖骨格がパーフルオロカ
ーボン重合体でありペンダント鎖にカチオン交換基を有
する弗素系カチオン交換膜が、耐アルカリ性と耐薬品性
に優れているので好ましく使用される。
ルベンゼン系共重合体膜、スチレン−ブタジェン系共重
合体膜あるいはスチレンなどのモノマーをオレフィン系
膜や含弗素系膜にグラフト重合して得られた膜にスルホ
ン酸基を導入して得られた膜などが例示される（文献例
、清水、西村編： 「最新の膜処理技術とその応用」、
フジ・テクノシステム、１９８４年）。更にこれらの他
に、文献（化学工業、５８巻、１７０−１７５ページ、
１９８７年）に開示される、主鎖骨格がパーフルオロカ
ーボン重合体でありペンダント鎖にカチオン交換基を有
する弗素系カチオン交換膜が、耐アルカリ性と耐薬品性
に優れているので好ましく使用される。
本発明において、上述した電気透析槽を用いて水酸化物
と酸に変換される塩としては、塩化ナトリウム、塩化カ
リウム、硫酸アンモニウム、硫酸ナトリウム、硝酸ナト
リウム、各種リン酸塩等の無機塩、各種有機酸塩（酢酸
ナトリウム、酢酸アンモニウム、ギ酸アンモニウム等）
、各種スルホン化物（例えば、ベンゼンスルホンソーダ
等）、各種リン酸化物、各種アミノ酸、第１級、第２級
、第３級、第４級アンモニウム基を持つ有機化合物、窒
素原子を含む複素環式化合物の塩類（例えば、塩化メチ
ルピリジニウム等）などが例示される。
と酸に変換される塩としては、塩化ナトリウム、塩化カ
リウム、硫酸アンモニウム、硫酸ナトリウム、硝酸ナト
リウム、各種リン酸塩等の無機塩、各種有機酸塩（酢酸
ナトリウム、酢酸アンモニウム、ギ酸アンモニウム等）
、各種スルホン化物（例えば、ベンゼンスルホンソーダ
等）、各種リン酸化物、各種アミノ酸、第１級、第２級
、第３級、第４級アンモニウム基を持つ有機化合物、窒
素原子を含む複素環式化合物の塩類（例えば、塩化メチ
ルピリジニウム等）などが例示される。
なおこれらの塩は、水に溶解するものであればよいが、
分子量２０００を超えるものはイオン交換膜を透過し難
いので、分子量は２０００以下であることが望ましい。
分子量２０００を超えるものはイオン交換膜を透過し難
いので、分子量は２０００以下であることが望ましい。
またこれらの塩の溶液は酸・塩基への変換の際に第２図
に示す電気透析槽の塩供給室■と■に供給される。更に
、これら電気透析槽に流す電流の大きさは、電気透析槽
中の各室に含まれる塩の種類と濃度によって適宜決定し
得るが、一般に塩の濃度が低いほど電流密度は小さく調
整され、通常０．１〜５０ Ａ／ｄｍ２、特に望ましく
は、１〜３０＾／ｄ１２とすることが好ましい。
に示す電気透析槽の塩供給室■と■に供給される。更に
、これら電気透析槽に流す電流の大きさは、電気透析槽
中の各室に含まれる塩の種類と濃度によって適宜決定し
得るが、一般に塩の濃度が低いほど電流密度は小さく調
整され、通常０．１〜５０ Ａ／ｄｍ２、特に望ましく
は、１〜３０＾／ｄ１２とすることが好ましい。
（実施例）
以下、本発明の実施例を示すが、本発明はこれら実施例
に限定されるものではない。
に限定されるものではない。
実施例 １〜２
第２図に示した電気透析槽を用いて、硫酸ナトリウムの
酸・塩基への変換を行なった。ここで、バイポーラ膜１
として、主鎖がペルフルオロカーボン重合体からなり、
膜厚が２３０μｍでアニオン交換層６の厚さが３０μｍ
であり、またカチオン交換基がスルホン酸基であり、ア
ニオン交換基が四級アンモニウム基であり、更にイオン
交換容量が０、 ９ｍｅｑ／ｇ ｓ １ｍｏｌ／Ｉ と
０ 、 １ ｍｏｌ＃の塩化カリウム水溶液に対するア
ニオン輸率が０．８７．０ 、 ５ ｍｏｌ／Ｊ中での
電気抵抗が６．５Ω”ｃ−である膜をを用いた。またカ
チオン交換膜９．１１としてはパーフルオロカーボン系
のカチオン交換膜（ナフィオン３２４ デュポン社製商
品）を用い、アニオン交換膜２．８．１０としては弗素
系アニオン交換膜（ＩＥ−ＳＦ１７ 東ソー■社製商
品、膜厚２３０＃Ｉ１１．イオン交換容量０ 、 ９
ｍｅｑ／ｇ、ＫＣ，９水溶液に対するアニオン輸率が０
．９７）を用いた。更に、水スプリッタ内の■室には８
ｇ／ｄｊのポリ（ジアリルジメチルアンモニウムヒドロ
キシド）（分子量１０’）を満たし、陽極４は導電性金
属酸化物被覆チタン、陰極５はステンレスとした。また
各々のイオン交換膜とバイポーラ膜の有効膜面積は１０
ｃｍであり、電極−膜間および膜間距離はいずれも１０
ｓ■とじた。
酸・塩基への変換を行なった。ここで、バイポーラ膜１
として、主鎖がペルフルオロカーボン重合体からなり、
膜厚が２３０μｍでアニオン交換層６の厚さが３０μｍ
であり、またカチオン交換基がスルホン酸基であり、ア
ニオン交換基が四級アンモニウム基であり、更にイオン
交換容量が０、 ９ｍｅｑ／ｇ ｓ １ｍｏｌ／Ｉ と
０ 、 １ ｍｏｌ＃の塩化カリウム水溶液に対するア
ニオン輸率が０．８７．０ 、 ５ ｍｏｌ／Ｊ中での
電気抵抗が６．５Ω”ｃ−である膜をを用いた。またカ
チオン交換膜９．１１としてはパーフルオロカーボン系
のカチオン交換膜（ナフィオン３２４ デュポン社製商
品）を用い、アニオン交換膜２．８．１０としては弗素
系アニオン交換膜（ＩＥ−ＳＦ１７ 東ソー■社製商
品、膜厚２３０＃Ｉ１１．イオン交換容量０ 、 ９
ｍｅｑ／ｇ、ＫＣ，９水溶液に対するアニオン輸率が０
．９７）を用いた。更に、水スプリッタ内の■室には８
ｇ／ｄｊのポリ（ジアリルジメチルアンモニウムヒドロ
キシド）（分子量１０’）を満たし、陽極４は導電性金
属酸化物被覆チタン、陰極５はステンレスとした。また
各々のイオン交換膜とバイポーラ膜の有効膜面積は１０
ｃｍであり、電極−膜間および膜間距離はいずれも１０
ｓ■とじた。
分解は、はじめに陽極液、陰極液、■室液、およびＶ室
液をいずれも０．２Ｍの硫酸ナトリウム水溶液とし、分
解中には供給液として、Ｈ室と■室にＩＭの硫酸ナトリ
ウム溶液を流した。また、各々の室の液は、ポンプで４
０ｍ１／分の速度で循環した。
液をいずれも０．２Ｍの硫酸ナトリウム水溶液とし、分
解中には供給液として、Ｈ室と■室にＩＭの硫酸ナトリ
ウム溶液を流した。また、各々の室の液は、ポンプで４
０ｍ１／分の速度で循環した。
実施例１において電気透析槽には２ 、 ＯＡ／ｄ＋
ｍ２の電流を流し、実施例２において電気透析槽には４
、 ５ Ａ／ｄ１１’の電流を流した。
ｍ２の電流を流し、実施例２において電気透析槽には４
、 ５ Ａ／ｄ１１’の電流を流した。
表１に上記の分解の結果を示すが、上記の方法により効
率良く酸と塩基が生成された。なお、通電の間の電気透
析槽の陽極と陰極間の電圧は６〜８ｖと安定であった。
率良く酸と塩基が生成された。なお、通電の間の電気透
析槽の陽極と陰極間の電圧は６〜８ｖと安定であった。
表１
比較例 １
バイポーラ膜１として実施例１において用いたバイポー
ラ膜を組み込んだ第３図に示した電気透析槽を用いて硫
酸ナトリウムを酸・塩基に変換した。なお、他は実施例
１と同様の条件で分解を行なった。その結果、最初の数
分間は実施例１と同程度の電圧で電流が流れ、酸と塩基
が生成したが、その後急激にバイポーラ膜の電気抵抗が
上昇し、酸と塩基の生成が停止した。
ラ膜を組み込んだ第３図に示した電気透析槽を用いて硫
酸ナトリウムを酸・塩基に変換した。なお、他は実施例
１と同様の条件で分解を行なった。その結果、最初の数
分間は実施例１と同程度の電圧で電流が流れ、酸と塩基
が生成したが、その後急激にバイポーラ膜の電気抵抗が
上昇し、酸と塩基の生成が停止した。
（発明の効果）
以上述べたように、本発明の電気透析法水スプリッタシ
ステムにより、塩から酸と塩基の製造や工場廃棄物とし
て生じる塩の酸と塩基への分解を高効率で安定に行うこ
とが可能になる。
ステムにより、塩から酸と塩基の製造や工場廃棄物とし
て生じる塩の酸と塩基への分解を高効率で安定に行うこ
とが可能になる。
第１図は本発明において用いられる水スプリッタの構成
を示す図である。第２図は本発明において用いられる電
気透析槽の一実施態様を示す図である。第３図は従来の
水スプリッタシステムにおいて用いられる電気透析槽の
例を示す図である。 図中、 １・・・バイポーラ膜 ８．１０・・・アニオン交換膜 ３・・・水スプリッタ ４・・・陽極５・・・陰極 ６・・・バイポーラ膜のアニオン交換層７・・・バイポ
ーラ膜のカチオン交換層２．９．１１・・・カチオン交
換膜 を各々示す。
を示す図である。第２図は本発明において用いられる電
気透析槽の一実施態様を示す図である。第３図は従来の
水スプリッタシステムにおいて用いられる電気透析槽の
例を示す図である。 図中、 １・・・バイポーラ膜 ８．１０・・・アニオン交換膜 ３・・・水スプリッタ ４・・・陽極５・・・陰極 ６・・・バイポーラ膜のアニオン交換層７・・・バイポ
ーラ膜のカチオン交換層２．９．１１・・・カチオン交
換膜 を各々示す。
Claims (3)
- （１）少なくとも１個の水スプリッタを使用して電気透
析により塩溶液を水酸化物と酸に変換する電気透析法水
スプリッタシステムにおいて、前記水スプリッタが陰極
側からバイポーラ膜とアニオン交換膜の順に相互に接合
することなく対置して構成され、上記バイポーラ膜の陽
極側がアニオン交換層、陰極側がカチオン交換層からな
ることを特徴とする電気透析水スプリッタシステム。 - （２）バイポーラ膜のアニオン交換層の厚さが１〜２０
０μｍである請求項第１項に記載のシステム。 - （３）バイポーラ膜とアニオン交換膜の間隙に高分子カ
チオンを含有する水溶液が介在している請求項第１項に
記載のシステム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29370290A JPH04171027A (ja) | 1990-11-01 | 1990-11-01 | 電気透析法水スプリッタシステム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29370290A JPH04171027A (ja) | 1990-11-01 | 1990-11-01 | 電気透析法水スプリッタシステム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04171027A true JPH04171027A (ja) | 1992-06-18 |
Family
ID=17798134
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29370290A Pending JPH04171027A (ja) | 1990-11-01 | 1990-11-01 | 電気透析法水スプリッタシステム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04171027A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1995033084A1 (de) * | 1994-05-26 | 1995-12-07 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Elektrochemisches verfahren und vorrichtung zur herstellung von metallhydroxiden und/oder metalloxidhydroxiden |
| US7211682B2 (en) | 2003-07-21 | 2007-05-01 | Akzo Nobel N.V. | Aqueous solution of a sodium salt of HEDTA |
| JP2016104701A (ja) * | 2011-07-22 | 2016-06-09 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 電気透析装置 |
| JP2016163890A (ja) * | 2013-12-13 | 2016-09-08 | 三星電子株式会社Ｓａｍｓｕｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ． | 軟水化装置及びイオン交換樹脂の再生方法 |
-
1990
- 1990-11-01 JP JP29370290A patent/JPH04171027A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1995033084A1 (de) * | 1994-05-26 | 1995-12-07 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Elektrochemisches verfahren und vorrichtung zur herstellung von metallhydroxiden und/oder metalloxidhydroxiden |
| US5660709A (en) * | 1994-05-26 | 1997-08-26 | Fraunhofer-Gesellschaft Zur Forderung Der Angewandten Forschung E.V. | Electrochemical process and device for the production of metallic hydroxides and/or metallic-oxide hydroxides |
| US7211682B2 (en) | 2003-07-21 | 2007-05-01 | Akzo Nobel N.V. | Aqueous solution of a sodium salt of HEDTA |
| JP2016104701A (ja) * | 2011-07-22 | 2016-06-09 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 電気透析装置 |
| US9573813B2 (en) | 2011-07-22 | 2017-02-21 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Graphite oxide, graphene oxide or graphene, electric device using the same and method of manufacturing the same, and electrodialysis apparatus |
| JP2016163890A (ja) * | 2013-12-13 | 2016-09-08 | 三星電子株式会社Ｓａｍｓｕｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ． | 軟水化装置及びイオン交換樹脂の再生方法 |
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