DE3330004A1 - Verfahren zur herstellung von bipolaren membranen - Google Patents
Verfahren zur herstellung von bipolaren membranenInfo
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Description
VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG VON BIPOLAREN MEMBRANEN _ 3330004
Bipolare Membranen wurden hergestellt,um' mit dem Verfahren der Elektrolyse
aus Neutralsalzen Säuren und Laugen herzustellen.Die bis dato verwendeten
bip.olaren Elektroden sollten ersetzt werden,um die Elektrodenreaktionen
durch eine elektrodialytische Wasserspaltung in der bipolaren Membranen zu ersetzen.Dadurch konnte das Verfahren vereinfacht und
kostengünstiger gestaltet werden.Darüberhinaus gewinnen solche Verfahren
an Interesse,da hierdurch anfallende salzhaltige Abwässer sinnvoll
in widerverwendbare Produkte überführt werden können.
/D Die meisten in der Literatur beschriebenen bipolaren Membranen schei-^
terten an den hohen Ansprüchen,die an sie gestellt wurden.
1. Ausreichende mechanische Stabilität
2. die Fähigkeit bei hohen Stromdichten zu arbeiten
3. hohe Permselektivität
4. niedriger Widerstand
5· hohe chemische Stabilität
Außerdem sollte die bipolare Membran leicht herstellbar und reproduzier-
\ bar sein.
Die bereits in der Literatur beschriebenen Verfahren beruhen entweder
Lo auf Zusammenschmelzen von Kationen und anionenaustauschermembranen,so
beschrieben im US-PS 3 372 101 und GB-PS 1 038 777 ,oder durch unterschiedliche
Funktionalisierung auf den einzelnen Seiten der Membran, siehe US-PS 3 654 125 und Jap-PS γα $6, S>2-" .Darüberhinaus sind
Verfahren zur Beschichtung von Ionenaustauschermembranen mit entgegengesetzt ^e^adifte-(^ Ionenaustauscherharzsuspensionen beschrieben (DE
2 737 l]fl Al).Das Problem der gegenseitigen Durchdringung wurde durch
Verwendung von vernetzten Anionenaustauscherharzen gelöst. Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von bipolaren Membranen
ermöglicht die Vervendung von löslichen,unvernetzten lonenaustauscher-
zo polymeren.Außerdem bestehen beide Schichten aus jeweils homogenen FoIymeren.Nach
der vorliegenden Erfindungnk~ahn eine Kationenaustauschermembran
aus sulfonierten! Polyethersulfon nach ihrer Herstellung sofort mit einer Polymergießlösung beschichtet werden,aus der das Lösungsmittel
verdampft und anschließend in eine homogene Anionenaustauschermembran überführt wird.Die sich auf den Widerstand der bipolaren Membran negativ
auswirkende Durchdringung der zwei Polymere/2 wird auf zwei Wegen unterdrückt:
1. Die Kationenaustauscherschicht ist in dem Lösungsmittel des zweiten Polymeren nicht löslich.
2. Das zweite Polymer ist beim Aufbringen noch nicht geladen
so daß Coulomb'sehe Kräfte als zusätzlicher Antrieb bei
' der Vermischung ausgeschlossen werden können.
Das prinzip der vorliegenden Erfindung soll durch die folgenden Beispiele
erläutert werden.
Eine ausgedampfte Kationenaustauschermembran mit der Ionenaustauscherkapazität
von 1.2 meq/g wird mit einer 10% Lösung von chlormethyliertem
Polyethersulfon mit einem Chlormethylgruppengehalt von 1.2meq/g in ft>
Chloroform beschichtet und das Lösungsmittel verdampft .Der Polymerfilm
wird anschließend während 10 Stunden mit einer 45$ igen wässrigen Trimethylaminlösung
umgesetzt.Die so entstandene Membran zeigt einen Widerstand von 4ü/cm .
Ein stark durchlässiger lösungsmittelinerter Träger v,rird einseitig
mit Kationenaustauschergießlösung beschichtet und das Lösungsmittel
verdampft.Die andere Seite wird wie im Beispiel 1 mit anionenaustausche]
schicht beschichtet.Eine s6--hergestellt'e Membran zeigt einen Widerstand
von 8Ä /cm .
Als weitere Beispiele lassen sich alle möglichen Kombinationen von
verschiedenen Ionenaustauscherkapazitäten anführen.In den Grenzen von 0.8 und 1.8 meq/g schwanken die^Widerstände der daraus gewonnenen
bipolaren Membranen zwischen iifl/cm und
Claims (7)
1. Bipolare Membran, dadurch herstellbar, daß man auf einer Kationenaustauschermembran aus flüssiger Phase eine neutrale
Vorstufe einer An ionenaustauschermembran fällt und diese Vorstufe selektiv mit anionischen Resten versieht»
2. Bipolare Membran nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die beiden Austauschermembranen das
gleiche Grundpolymere aufweisen, insbesondere mit der folgenden wiederkehrenden Einheit:
gleiche Grundpolymere aufweisen, insbesondere mit der folgenden wiederkehrenden Einheit:
3. Bipolare Membran nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Kationenaustauschermembran
aus sulfoniertem Polyethersulfon besteht.
4. Bipolare Membran nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch herstellbar„ daß man eine neutrale Vorstufe der
An ionenaustauschermembran aus einem Grundpolymeren gemäß
BAD ORIGINAL
■,Anspruch 2 fällt, das;halogenmethyliert und insbesondere
y chlormethyliert ist.
5. Bipolare Membran nach"einem der 'vorhergehenden Ansprüche,
- dadurch herstellbar, .daß man eine flüssige Phase auf Basis
: eines'Lösungsmittels verwendet, das die Kationenaustauschermembran
wed^er .anlöst noch löst.
6. Bipolare Membran nach"Anspruch.5, dadurch g e k e η η zeichnet
, daß man als Lösungsmittel einen Chlor-" kohlenwasserstoff und insbesondere -Dichlormethan, ..Chloro-
' form, 1,1,1-Trichlorethan :oder 1,1,2-Trichlbrethan verwen-
·■ -det.·-.:■." '■_"'-.]·:'_■ .- - - . * ■ -
*
7. Bipolare Membran nach einem der..vorhergehenden Ansprüche,
dadurch herstellbar, daß man die Vorstufe der Anionenaus- , ■■'. tauschermembran mit einem .,Trialkylamin und insbesondere
" '..Triethyia'min oder Trimethylamin umsetzt.
.e.V'Bipo'lä're Membran, 'dadurch .herstellbar, daß man eine
■neutrale Vorstufe einer Anioneriaustauschermembran.aus flüssiger
Phase auf eine Kationenaustauschermembranfällt und danach die Vorstufe' selektiv mit ahionischen Resten versieht,
9. Bipolare Membran nach Anspruch 8, dadurch herstellbar,
daß man eine flüssige Phase ,auf.Basis eines Lösungsmittels
verwendet, das die Kationenaustauschermembran weder:anlöst
noch löst. . · ■"■'.■-■ ■.'■'.■■■ " . ;v
-.■--■' C"
■;-■■ BAD ORiGiNAL
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19833330004 DE3330004A1 (de) | 1983-08-19 | 1983-08-19 | Verfahren zur herstellung von bipolaren membranen |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19833330004 DE3330004A1 (de) | 1983-08-19 | 1983-08-19 | Verfahren zur herstellung von bipolaren membranen |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE3330004A1 true DE3330004A1 (de) | 1985-02-28 |
Family
ID=6206975
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19833330004 Withdrawn DE3330004A1 (de) | 1983-08-19 | 1983-08-19 | Verfahren zur herstellung von bipolaren membranen |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE3330004A1 (de) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4883573A (en) * | 1986-12-10 | 1989-11-28 | Basf Aktiengesellschaft | Removal of acid from cathodic electrocoating baths by electrodialysis |
| DE4026154A1 (de) * | 1990-08-17 | 1992-02-20 | Fraunhofer Ges Forschung | Bipolare mehrschichtmembranen |
| EP0504904A3 (en) * | 1991-03-20 | 1993-03-17 | Yeda Research And Development Company, Ltd. | A supported, mechanically stable bipolar membrane for electrodialysis |
| DE4211267A1 (de) * | 1992-04-03 | 1993-10-07 | Fraunhofer Ges Forschung | Bipolare Membran und Verfahren zu deren Herstellung |
-
1983
- 1983-08-19 DE DE19833330004 patent/DE3330004A1/de not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4883573A (en) * | 1986-12-10 | 1989-11-28 | Basf Aktiengesellschaft | Removal of acid from cathodic electrocoating baths by electrodialysis |
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| DE4211267A1 (de) * | 1992-04-03 | 1993-10-07 | Fraunhofer Ges Forschung | Bipolare Membran und Verfahren zu deren Herstellung |
| EP0563851A3 (en) * | 1992-04-03 | 1995-10-18 | Fraunhofer Ges Forschung | Bipolar membrane and process for its preparation |
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|---|---|---|---|
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