DE1941028C - Elektrolytisches Bad - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein elektrolytisches Bad insbesondere für die Verwendung bei einen¹ Verfahren, bei welchem eine Elektrode aufgebraucht und ersetzt wird.

Die kontinuierliche Durchführung eines solchen Verfahrens erfordert es, daß das Elektrodenmaterial, das aufgebraucht wird, periodisch ersetzt wird. Dies ist bei einem herkömmlichen elektrolytischen Bad mit einer direkten elektrischen Verbindung der Elektroden mit einem äußeren Stromkreis nur schwer er- reichbar. Darüber hinaus kann das aufzubrauchende Elektrodenmaterial von einer Beschaffenheit sein, die einen guten elektrischen Kontakt zwischen diesem Material und z. B. einem Kupferdraht erschwert.

Diese Nachteile werden bei dem erfindungsgemäßen elektrolytischen Bad dadurch überwunden, daß sich wenigstens ein Stück der aufzubrauchenden Elektrode in elektrischem Kontakt mit einem flüssigen Metall und in elektrolytischem Kontakt mit einem Elektrolyten befindet. Zwischen dem flüssigen Metall und dem Elektrolyten ist eine isolierende Flüssigkeitsschicht vorgesehen. Eine zweite Elektrode befindet sich in elektrolytischem Kontakt mit dem Elektrolyten, und elektrische Leitungen führen zu dem flüssigen Metall und der zweiten Elektrode.

Die Nachteile herkömmlicher Bäder werden überwunden, da das aufgebrachte Elektrodenmaterial einfach ersetzt werden kann, indem Stücke des aufzubrauchenden Materials in das Bad abgesenkt werden, und zwischen dem äußeren Stromkreis und dem aufzubrauchenden Elektrodenmaterial mittels des flüssigen Metalls ein guter elektrischer Kontakt erreicht wird.

Das Bad kann für die Herstellung kolloidaler Losungen von Siliciumdioxid mittels des in der britischen Patentschrift 1 136 016 der Anmelderin beschriebenen Verfahrens oder z. B. für die Herstellung von Bleitetraalkyle^ bei welcher Blei als zu verzehrendes Anodenmaterial und eine Lösung von Alkylmamiesiumhalogenid in einem wasserfreien Lösungsmittel als Elektrolyt verwendet werden, angewandt werdeii.

Als flüssiges Metall wird gewöhnlich Quecksilber verwendet. Es können jedoch verschiedene Legierungen. /-. B. das Woodsche Metall, verwendet werden, welche verhältnismäßig niedrige Schmelzpunkte unter der Temperatur, bei welcher die Elektrolyse durchgeführt werden soll, besitzen.

Bei der üblichen Anordnung bildet das flüssige Metall eine Badschicht auf dem Boden des Bads, und das zu verzehrende Elektrodenmaterial schwimmt auf dem flüssigen Metall oder bildet Inseln in der Badschicht. was von den jeweiligen Dichten abhängt. Das flüssige Medium des Elektrolyten kann z.B. Wasser, ein Gemisch aus Wasser und einem mit Wasser mischbaren organischen Lösungsmittel oder ein organisches Lösungsmittel, z. B. Alkohol, sein.

Wenn das flüssige Metall am Boden des Bades eine Badschicht bildet, sollte die isolierende Flüssigkeit eine größe e Dichte als die des Elektrolyten, jedoch eine geringere Dichte als die des flüssigen Metalls und des zu verzehrenden Elektrodenmaterials besitzen, so daß sie eine Zwischenschicht zwischen dem flüssigen Metall und dem Elektrolyten bildet. Die Zwischenschicht von isolierender Flüssigkeit ist infolge der Anwesenheit des aufzubrauchenden Elektrodenmaterials natürlich nicht kontinuierlich. Die Stärke der Zwischenschicht muß selbstverständlich geringer als die größte Höhe des Stückes oder der Stücke des aufzubrauchenden Elektrodenmaterials oberhalb der Oberfläche des flüssigen Metalls sein, damit ein Kontakt zwischen Jem Elektrodenmaterial und dem Elektrolyten vorhanden ist. Die Löslichkeit der isolierenden Flüssigkeit in dem Elektrolyten sollte so gering wie möglich sein. Der Bereich geeigneter Flüssigkeiten ist etwas enger, wenn der Elektrolyt einen größeren Anteil einer organischen Flüssigkeit enthält, als wenn der Elektrolyt im wesentlichen aus Wasser besteht. Es können jedoch verschiedene Silokonöle mit zahlreichen Elektrolytflüssigkeiten einschließlich alkoholischer und wäßriger Medien verwendet werden.

Das Material für die isolierende Schicht sollte eine hohe Viskosität, z. B. eine Viskosität von wenigstens 25 000 cp bei Betriebstemperatur, besitzen, damit es nicht bei einer Zirkulation des Elektrolyten mitgerissen wird. Die Tiefe der isolierenden Schicht ist in diesem Zusammenhang ebenfalls wichtig.

In der Zeichnung ist ein elektrolytisches Bad, gemäß der Erfindung gezeigt.

Eine Wanne, ein Becher oder ein anderes elektrolytisches Gefäß 1 enthält eine Schicht eines flüssigen Metalls 2, z. B. Quecksilber. Stücke von aufzubrauchender und zu ersetzender Elektrode3, z.B. der Anode, schwimmen auf dem Quecksilber und befinden sich in Kontakt mit einem Elektrolyten 4, der von dem Quecksilber durch eine isolierende flüssige Sperrschicht5, z.B. Öl, getrennt ist. Die Verbindung zwischen Quecksilber und äußerem Stromkreis 6 wird als elektrische Leitung durch ein Rohr 7 geführt, dessen offenes unteres Ende unter der Ober-

fläche des Quecksilbers liegt. Die Kathode 8 kann z. B. ein in den Elektrolyten eingetauchter Graphitstab sein.

Ein mit einem Deckel und einem RückiiußkiihliT versehenes Bad von der obigen Bauart wurde zur Erzeugung eines äthanolischen Silieiumdioxidsols in der folgenden Weise verwendet. Zuerst wurde Quecksilber in einer Stärke von ungefähr 1.5 cm in das Bad eingebracht. Dann wurden verschiedene Stücke von W/oigem Ferrosilicium eingebracht, welche jeweils eine größte Höhe von wenigstens 1,5 em besaßen. Das Ferrosilicium schwamm auf dem Quecksilber. Die übrige frei liegende Oberfläche des Quecksilbers wurde dann mit einer Schicht von Silikonöl mit einer Viskosität von IGO 000 cp in einer Stärke von ungefähr 1 cm überdeckt. Der dann in das Bad eingebrachte Elektrolyt war eine Lösung von S ml 98ⁿ.oiger Schwefelsäure in 500ml absolutem Äthanol, in den Elektrolyten wurde eine Graphitstange eingetaucht und an den äußeren Stromkreis angeschlossen, so daß die Giaphitsiange die Kathode und Jas Ferrosilicium die Anode des Bades bildeten.

Unter Anwendung eines Gleichstroms von 2 Ampere wurde der Elektrolyt rasch zum Umlauf aufgeheizt. Der Stromdurchgang wurde drei Stunden lang fortcesetzt, während welcher Zeit weitere Stücke Ferrosinelum durch eine Gassperre in dem Deckel zugefügt wurden. Während der Elektrolyse wurde ein Teil des Silikonöls in dem Elektrolyten disperii'iert. Am Ende der Elektrolyse wurden Elektrolyt und öl aus dem Bad entfernt und in einer Zentrifuge voneinander getrennt. Ein klares äthanolisches Sol wurde von dem Öl separiert. Das Sol wog 325 g und enthielt 0.92 Gewichtsprozent Siliciumdioxid.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   I. Elektrolytisches Bad mit einer während des Elektrolysevorgunges aufzubrauchenden und /u ersetzenden Elektrode, dadurch gekennzeichnet, daß die aufzubrauchende Elektrode (3) einerseits mit einem am Roden des elektroh · tischen Gefäßes (1) befindlichen, mit dem äußeren Stromkreis (6) verbundenen, bei Verfahrenstemperatur flüssigem Metall (2) oder einer entsprechenden Legierung und andererseits mit dem Elekirulyten (4) jeweils in leitendem Kontakt steht und das flüssige Metall (2) oder die Legierung durch eine darüber angeordnete flüssige Sperrschicht (5), aus der die aufzubrauchende Elektrode (3) iiiselartig herausragt. gegenüber dem ein geringeres spezifisches Gewicht als die Sperrschichtflüssigkeit (5) autweisenden Elektrolyt»* - (4) I oliert ist.

   Bad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das flüssige Metall (2) Quecksilber ist.

   3. Bad nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrschichtflüssigkeit (5) Siliconöl ist.

   4. Bad nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrschichtflüssigkeit (5) eine Viskosität von wenigstens 25 000 cp bei Verfahrenstemperalur aufweist.

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