專利名稱：一種電解輸入氧化性物質的方法
技術領域：
本發明涉及的一種電解輸入氧化性物質的方法屬于電化學領域。
電化學反應方法目前在國內外已被廣泛地應用于工業生產中，如制取燒堿等行業均早已應用。生產時一般采用電解槽，槽內加有兩個碳棒作為電極，電極浸泡在電解質中，電極和外加電源相連，接通外加電源時，電解質被電解，在兩個電極處分別析出不同的物質。用此方法所需要的電壓比較高，耗電量比較大，在反應的過程中，有時電解出的氣體如氯氣和氫氣不慎混合而會發生爆炸。若有氫氣生成，便造成了工業儲備的不便和困難。
本發明的目的就是要克服現有技術中的不足，使電解反應能在較低的直流電壓下，安全，適用地生產出所需要的產品。
本發明涉及的一種電解輸入氧化性物質的方法與上述電解方法不同，它不僅有電解槽內的電解質參加電解反應，而且有從入口處輸入的氧化性物質作為反應物，在外加電源的作用下變成離子進入電解質中，參加電解反應。
本發明主要由七個部分組成(如圖)，反應物1，生成物2，活性電極3，惰性電極4，電解質5，直流電源6，隔離膜7。
反應物1一般為具有氧化性物質或某種含有氧化性物質的混合物。當接通直流電源6時，此時反應物1由入口處進入電解槽，首先和活性電極3接觸，此時反應物1獲得電子成為離子而進入電解質5中，經過電化學反應后，所產生的陰離子在惰性電極4上電解析出，成為生成物2。
在本發明中活性電極3具有一定的活性和催化性，選擇了能加速吸收相應氧化性物質并能促進其反應的材料制成，活性電極3具有一定的活性和催化性，如活性碳或鎳材料，它的選用隨反應物1的不同而不同。惰性電極4選擇了不易被氧化并可促進電解質中陰離子電解析出的導電材料制成，如石墨或鈦材料。
為了使電解槽內兩個電極之間產生的氣體互相不影響，在活性電極3和惰性電極4之間可以加隔離膜7，以阻止氣體的通過。隔離膜一般用石棉作成。
本發明的外加直流電源6的負極必須和電解槽上的活性電極3連接，外加直流電源6的正極必須和電解槽內的惰性電極4連接。電解時，直流電源6可以在較低的電壓下工作，此時電解質5電解后產生的電流必須小于或等于活性電極3工作時所產生的最大放電電流，不然活性電極3就會出現使電解質5中陽離子電解析出的不利后果，影響了本發明的電解方法的正常進行。
本發明使用的電解質5可以是酸、堿、鹽的溶(熔)液，也可以是各種固體電解質。
實施例1用本發明的電解方法分離空氣制氧氣。電解槽如圖所示。此法由反應物1，生成物2，活性電極3，惰性電極4，電解質5，直流電源6，隔離膜7組成。反應物1取用空氣，電解質5取用氫氧化鉀水溶液，活性電極3選用了能較好地吸收空氣中氧氣的材料，如活性炭或鎳材料制成，惰性電極4采用了石墨或鈦制成，生成物2為氫氧化鉀電解質溶液中氫氧根離子電解析出物氧氣。
當接通外接直流電源后，活性電極3和惰性電極4之間便有電壓，使電解質5電解，此時空氣中的氧氣從活性電極3上變成離子而進入電解質5溶液，惰性電極4處便有純凈的氧氣排出，這樣便間接地從空氣中分離出了氧氣。
該法制氧簡單，所需直流電量不大，起動及時，無噪音，無振動，用它可以制作一些小型或超小型的家用電器產品。
本法使用了空氣中的氧氣，剩下的基本是氮氣，只要對制氧的設備稍加改動，其付產物就是氮氣了。
實施例2用本發明的電解方法制燒堿和氯氣。電解槽如圖所示。反應物1取用空氣，電解質5取用氯化納水溶液，活性電極3選用能吸收空氣中氧的材料制成如活性炭或鎳制成，惰性電極4用石墨或鈦制成，生成物2是氯化鈉水溶液中氯離子的電解析出物氯氣。
按要求將活性電極3和直流電源6的負極連接，將惰性電極4和直流電源6的正極連接，接通直流電源后，氧氣從活性電極3處變成離子進入電解質5的溶液。電解時產生的氫離子與進入電解質5溶液的氧離子結合而生成氫氧根離子，隨電解的進行， 氫氧化鈉溶液的濃度不斷增加而制成了燒堿。其反應方程式如下
此反應的付產物由惰性電極4排出，生成物2為氯氣。
用該法生產的燒堿和氯氣，純度高，因設有氫氣產生就省去了在燒堿工業中氫氣的儲存問題，也避免了氧氣和氫氣在電解過程中因混合而發生爆炸的現象，由于工作電壓不大，在整個電解過程中可以節省電能。
權利要求
1.一種電解輸入氧化性物質的方法是一種電化學反應方法，它是由反應物(1)，生成物(2)，活性電極(3)，惰性電極(4)，電解質(5)，直流電源(6)，隔離膜(7)組成，其特征在于活性電極(3)和惰性電極(4)分別由不同的材料組成，工作時反應物(1)從活性電極(3)流入，生成物從惰性電極(4)排出。
2.根據權利要求1所述電解方法，其特征是活性電極(3)是選擇能加速吸收相應氧化物并能促進反應的材料制成，如活性炭或鎳材料，惰性電極(4)是選擇不易被氧化并可促進電解質中陰離子析出的材料制成，如石墨或鈦材料。
3.根據權利要求2所述電解方法，其特征在于活性電極(3)必須和直流電源(6)的負極相連接，惰性電極(4)必須和直流電源(6)正極相連接。
4.根據權利要求3所述電解方法，其特征在于接通直流電源使槽內電解質(5)電解后產生的電流必須小于或等于活性電極(3)工作時所產生的最大放電電流。
5.根據權利要求4所述電解方法，其特征在于使用的電解質(5)可以是酸、堿、鹽的溶(熔)液，也可以選擇固體電解質。
6.根據權利要求1所述電解方法，其特征在于反應物(1)由入口進入槽內與活性電極(3)接觸，反應物(1)在此得到電子成為離子進入電解質中。
7.根據權利要求6所述電解方法，其特征在于使用的反應物(1)為氧化性物質或某種含有氧化性物質的混合物。
全文摘要
本發明涉及的一種電解輸入氧化性物質的方法是一種電化學的反應方法。本方法是在由活性電極、惰性電極、電解質、直流電源、隔離膜組成的電解槽內進行。活性電極和惰性電極由不同的材料制成，活性電極必須接到直流電源的負極，惰性電極必須接到直流電源的正極，當接通電源后，反應物從入口處進入電解槽，在活性電極處反應后進入電解質溶液中，電解生成物由惰性電極處排出。用本方法生產時能節電、安全、無噪音、無振動，可以開發出一些安全適用的小型家電。
文檔編號C25B1/00GK1167840SQ9710366
公開日1997年12月17日 申請日期1997年3月27日 優先權日1997年3月27日
發明者王科峰 申請人:王科峰