專利名稱：氯堿用全氟離子交換膜法電解有機(jī)銨鹽制備高純季銨堿的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種季銨堿的電化學(xué)合成方法，特別涉及一種氯堿用全氟離子交換膜法電解有機(jī)銨鹽制備季銨堿的方法，屬于電化學(xué)合成領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
季銨堿是一類通式為R1R2R3R4NOH的化合物，式中RpR2、R3和R4為四個(gè)相同或不相同的脂烴基或芳烴基。分子結(jié)構(gòu)與氫氧化銨相似，可看作是后者NH4+中氫被取代而得的衍生物，具強(qiáng)堿性，易潮解，易溶于水并發(fā)生100%電離。季銨堿在有機(jī)合成及無(wú)機(jī)合成中具有重要用作，如四甲基氫氧化銨(TMAH)是與苛性堿同等強(qiáng)度的強(qiáng)堿，在國(guó)內(nèi)主要被用作有機(jī)硅系列產(chǎn)品，如硅油、硅橡膠、硅樹脂等合成中的主要催化劑，雖然用量不大，但對(duì)于產(chǎn)品的收率和質(zhì)量影響很大。而在國(guó)外，四甲基氫氧化銨主要用于聚酯類聚合物、紡織、塑料制品、 食品、皮革、木材加工、電鍍、微生物等。目前，以四甲基氫氧化銨為代表的季銨堿產(chǎn)品已進(jìn)入尖端科技領(lǐng)域，如在電路板的印刷和顯微鏡片的制造業(yè)中，可作為集成電路板的清洗劑和半導(dǎo)體微加工技術(shù)中的Si-SiO2界面的各向異性腐蝕劑。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，這種類型的化學(xué)試劑需要量日趨增加，對(duì)四甲基氫氧化銨的質(zhì)量和數(shù)量都提出了更高的要求。作為這種季銨堿，要求雜質(zhì)少的高純度的物質(zhì)，特別是在半導(dǎo)體制造中使用時(shí)，對(duì)高純度的季銨堿的要求很高。這是因?yàn)?，近年?lái)半導(dǎo)體裝置明顯地高集成化，如果使用含低純度的季銨堿的顯影液等制造半導(dǎo)體基板的話，高集成電路會(huì)發(fā)生漏泄等，會(huì)造成半導(dǎo)體基板的劣化。季銨堿的制備方法很多，一般采用氧化銀法，通過(guò)有機(jī)銨鹽與氧化銀反應(yīng)生成。但該法制備季銨堿的工藝復(fù)雜，原料氧化銀價(jià)格昂貴，而且所得產(chǎn)品含較高的雜質(zhì)離子，如鹵素離子、堿金屬離子等，用于有機(jī)硅單體催化聚合時(shí)，嚴(yán)重影響有機(jī)硅產(chǎn)品特性，更無(wú)法滿足電子領(lǐng)域清洗和腐蝕的要求。作為高純度的季銨堿的制備方法CN101680101A(CN200880016713. X株式會(huì)社德山，已授權(quán))提供一種短期內(nèi)可有效抑制陰離子交換膜的劣化，無(wú)需進(jìn)行膜更換就能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定地制備高純度的季銨堿的方法。該方法為，通過(guò)在電極間設(shè)置陰離子交換膜和陽(yáng)離子交換膜，將鹵代季銨鹽的水溶液供給到面向該陰離子交換膜的陰極側(cè)的原液室而進(jìn)行電解，從而制備季銨堿，該方法的特征在于，作為陰離子交換膜，使用由基材層(31)和在基材層(31)的一側(cè)的表面上所形成的交聯(lián)密度高的表面層(33)所構(gòu)成的膜，將該陰離子交換膜設(shè)置為表面層位于陽(yáng)極(I)側(cè)而進(jìn)行電解。其中，所述陰離子交換膜的表面交聯(lián)層具有
0.005 0. 5meq/g干燥膜的交換容量，并且，該表面交聯(lián)層的交換容量為陰離子交換膜整體交換容量的0. 002 0. 3倍。對(duì)離子有選擇性透過(guò)特性的離子交換膜早期采用的膜材料為以碳?xì)涓叻肿訛楣羌艿慕宦?lián)型離子交換樹脂，這種膜耐初生態(tài)氯原子的氧化能力、耐電解環(huán)境和耐強(qiáng)堿能力差，無(wú)法滿足實(shí)際生產(chǎn)需要。此后開發(fā)的全氟磺酸樹脂及其離子交換膜因全氟代的骨架結(jié)構(gòu)具有著超常的穩(wěn)定性，最適合在氯堿電解槽的苛刻環(huán)境中使用，因而迅速在氯堿工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。目前商業(yè)化的氯堿工業(yè)用全氟離子交換膜(氯堿離子膜)為全氟羧酸一全氟磺酸復(fù)合膜。即其陽(yáng)極側(cè)為全氟磺酸層、陰極側(cè)為全氟羧酸層。磺酸層具有較高的離子透過(guò)能力，并且在堿濃度為20% 30%內(nèi)有較低的槽電壓，因而可以顯著地節(jié)省電耗；而羧酸層可以阻攔0H_離子向陽(yáng)極的滲透遷移，保證較高的電流效率。因其特有的陰離子阻擋效應(yīng)，氯堿工業(yè)用全氟離子交換膜除了應(yīng)用于氯堿外，還可以廣泛應(yīng)用于其他電化學(xué)合成領(lǐng)域，制備高純度的精細(xì)化學(xué)品。CN101892490A(CN201010210521. I)公開了一種離子膜電解法連續(xù)制備重鉻酸鈉的方法，該方法首先將工業(yè)堿性鉻酸鈉溶液進(jìn)行中和除雜，收集濾液作為電解工藝的原料液；然后將濾液通入一膜二室離子膜電解裝置中的陽(yáng)極室，并在陰極室通入氫氧化鈉溶液，在電場(chǎng)作用下，陰、陽(yáng)離子分別向陽(yáng)極和陰極遷移，陽(yáng)極室得到重鉻酸鈉酸化液，陰極室得到高濃度氫氧化鈉溶液，同時(shí)陰、陽(yáng)電極上分別有氫氣和氧氣產(chǎn)出；最后，將重鉻酸鈉酸化液經(jīng)蒸發(fā)濃縮、自然冷卻 結(jié)晶，析出二水重鉻酸鈉產(chǎn)品。本發(fā)明流程短、成本低，所得重鉻酸鈉產(chǎn)品具有純度高，原料利用率近100%，副產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)價(jià)值高。
發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足和生產(chǎn)技術(shù)上的缺陷，為了滿足目前的市場(chǎng)需求，本發(fā)明的提供一種基于氯堿用全氟離子交換膜法電解有機(jī)銨鹽制備高純度季銨堿的方法本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種電解制備季銨堿的方法，通過(guò)使用在電極間設(shè)置全氟離子交換膜且主要由陽(yáng)極室、陽(yáng)極、全氟離子交換膜、陰極、陰極室構(gòu)成的電解槽，進(jìn)行以下步驟( I)將陽(yáng)極液和陰極液分別供給到該電解槽的陽(yáng)極室和陰極室中，進(jìn)行電化學(xué)離子交換；其中，所述陽(yáng)極液為季銨鹽的水溶液(R1R2R3R4N+F),陰極液為與所述季銨鹽中的季銨陽(yáng)離子對(duì)應(yīng)的季銨堿溶液(R1R2R3R4NOH)；(2)給電解槽通直流電進(jìn)行恒電流電解，在電場(chǎng)作用下，陽(yáng)極室里的季銨鹽溶液中陽(yáng)離子向陰極方向遷移并透過(guò)全氟離子交換膜進(jìn)入陰極室，與陰極上水分解的氫氧根離子結(jié)合生成季銨堿；富集在陽(yáng)極室里的季銨鹽溶液中的陰離子與陽(yáng)極上水分解的氫離子結(jié)合生成無(wú)機(jī)酸；(3)收集陰極室富集的季銨堿出槽液，經(jīng)濃縮、結(jié)晶，得到季銨堿。按本領(lǐng)域公知技術(shù)即可。進(jìn)一步的，可收集陽(yáng)極出槽液，按現(xiàn)有技術(shù)后處理利用其中的季銨鹽成分繼續(xù)用于季銨鹽陽(yáng)極液進(jìn)槽溶液的制備，氯氣則收集并壓縮得到液氯產(chǎn)品。按本領(lǐng)域公知技術(shù)即可。上述步驟(2)中陰極室中水分子在陰極上分解為氫氣和氫氧根離子，氫氧根離子與透過(guò)全氟離子交換膜遷移過(guò)來(lái)的季銨鹽溶液中陽(yáng)離子結(jié)合生成季銨堿；排出氫氣。陽(yáng)極室里的水分子在陽(yáng)極上分解為氧氣和氫離子，季銨鹽溶液中陰離子無(wú)法透過(guò)離子交換膜，而富集在陽(yáng)極室中，與陽(yáng)極室生成的氫離子結(jié)合生成無(wú)機(jī)酸；排出氧氣。上述步驟(2)中陽(yáng)極液流量Q (L/h)按下式計(jì)算獲得「 n ,、 l)x / XMn(J 二---
Fxx式中I為直流電解電流，單位A ；Mn為季銨鹽溶液中季銨鹽的分子量；x為進(jìn)槽硫酸鹽質(zhì)量百分比濃度；F為法拉第常數(shù)，96485C/mol。上述步驟(2)中電化學(xué)離子交換過(guò)程中，陰、陽(yáng)電極上分解產(chǎn)生的氫氣和氧氣分別予以收集。本發(fā)明所述的陽(yáng)極、全氟離子交換膜、陰極均為氯堿工業(yè)常用技術(shù)。全氟離子交換膜可選用氯堿工業(yè)用任一種市購(gòu)產(chǎn)品。其中優(yōu)選的全氟離子交換膜為氯堿工業(yè)用全氟磺酸-全氟羧酸復(fù)合離子膜，可通過(guò)市場(chǎng)購(gòu)買，或者按現(xiàn)有技術(shù)制備，制備方法參見CN101811359A，具體如其說(shuō)明書實(shí)施例I、實(shí)施例2、實(shí)施例3或?qū)嵤├?。
本發(fā)明的原理是電解槽陽(yáng)極室中的季銨鹽水溶液在電場(chǎng)力的作用下，溶液中的一價(jià)陽(yáng)離子向陰極方向遷移。同時(shí)，由于全氟離子交換膜的選擇透過(guò)性，季銨陰離子無(wú)法擴(kuò)散透過(guò)全氟離子交換膜，只有一價(jià)季銨陽(yáng)離子才能選擇透過(guò)而進(jìn)入陰極室，并富集于其中。電解槽陰極室中水分子在陰極上分解為氫氣和氫氧根離子，而陽(yáng)極室里的水分子在陽(yáng)極上分解為氧氣和氫離子。陰極室生成的氫氧根離子同由陽(yáng)極室遷移來(lái)的一價(jià)季銨陽(yáng)離子結(jié)合生成季銨堿。而陽(yáng)極室生成的氫離子與酸根(X_)結(jié)合生成無(wú)機(jī)酸。因此，此電解反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是電解水。隨著通電量的增加而陽(yáng)極陽(yáng)離子濃度不斷降低，最終達(dá)到預(yù)期的粗品濃度。電解反應(yīng)方程式如下2R1R2R3R4N+X>2H20 — X2 f +H2 f +2R1R2R3R4N0H根據(jù)本發(fā)明電解制備季銨堿的方法，優(yōu)選以下所述的季銨鹽通式為R1R2R3R4N+X-,其中XH'NOf或HCOf，R1, R2, R3^R4各自獨(dú)立地選自甲基、乙基、丙基、異丙基和芐基，％、R2、R3> R4相同或不相同。進(jìn)一步優(yōu)選的，所述的季銨鹽為四甲基氯化銨，四甲基碳酸氫銨，四丙基硝酸銨，
三甲基芐基氯化銨。所述的季銨堿通式為R1R2R3R4NOH,其中R1' R2, R3、R4與上述季銨鹽中的含義相同。根據(jù)本發(fā)明電解制備季銨堿的方法，優(yōu)選以下電解條件所述的電解溫度為20°C 85°C，進(jìn)一步優(yōu)選，電解溫度為60°C 70°C，以65°C為最優(yōu)選。優(yōu)選的，所述的陽(yáng)極液和陰極液的原料液可預(yù)熱到所述的電解溫度再通入電解槽中；所述恒電流電解的電流密度為l_5kA/m2。在給電解槽通直流電進(jìn)行恒電流電解時(shí)，控制陽(yáng)極液和陰極液的進(jìn)、出槽濃度，使所述陽(yáng)極液進(jìn)槽濃度控制在質(zhì)量濃度15% 35%，優(yōu)選的是10-25% ;陰極液(季銨堿溶液)進(jìn)槽質(zhì)量濃度15% 28%，出槽質(zhì)量濃度28% 32%。所述的陰極液出槽濃度可以通過(guò)添加純水控制。所述的陰極電極為不銹鋼或鎳基帶活性涂層的網(wǎng)狀電極，陽(yáng)極電極為鈦基網(wǎng)狀電極。按現(xiàn)有技術(shù)即可。所述的離子膜電解槽可以是單個(gè)單元電解槽，也可以多個(gè)單元電解槽串聯(lián)或并聯(lián)形成復(fù)合電解槽。
本發(fā)明方法可實(shí)現(xiàn)高的電流效率；可用以下公式計(jì)量一段時(shí)間內(nèi)電解過(guò)程的陰極電流效率n (%)
式中n-電流效率，％;F-法拉第常數(shù)(96485C/mol);m-電解過(guò)程中一段時(shí)間內(nèi)陰極收集到產(chǎn)物季銨堿溶液的質(zhì)量，g ；C-陰極收集的產(chǎn)物季銨堿溶液經(jīng)酸堿滴定、計(jì)算得到的質(zhì)量濃度，% ；n-電解過(guò)程中一段時(shí)間內(nèi)通過(guò)電解槽之電量(A *min),可通過(guò)電流與時(shí)間的乘積得到；M-產(chǎn)物季銨堿的分子量，g/molo與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)良效果如下I、本發(fā)明電解制備季銨堿的方法避免現(xiàn)有方法中使用沉淀劑、離子交換樹脂、多步處理等繁瑣的工藝過(guò)程，本方法簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)工業(yè)化放大生產(chǎn)；2、本發(fā)明電解制備季銨堿的方法通過(guò)電解將季銨離子選擇性地遷移到陰極，避免引入其他雜質(zhì)，可以得到高純度的季銨堿；在電解時(shí)僅將陽(yáng)極液中的季銨離子轉(zhuǎn)移到陰極室，而季銨離子本身并不發(fā)生氧化、還原或重排等化學(xué)反應(yīng)，因此不會(huì)使手性季銨堿的光學(xué)活性發(fā)生改變。3、本發(fā)明電解制備季銨堿的方法利用現(xiàn)有的氯堿離子槽電解槽，既發(fā)揮含氟高分子材料耐電化學(xué)腐蝕性強(qiáng)的特長(zhǎng)，又能夠阻止陰離子從陰極向陽(yáng)極的滲透，可以實(shí)現(xiàn)高的電流效率；4、本發(fā)明所述的方法僅使用陽(yáng)離子交換膜，與現(xiàn)有技術(shù)中使用雙側(cè)膜陰離子交換膜和陽(yáng)離子交換膜(如CN101680101A)相比，可有效降低槽電壓，即明顯降低了電耗。
圖I是單個(gè)單元離子膜電解槽示意圖，I、網(wǎng)狀陽(yáng)極，2、網(wǎng)狀陰極，3、全氟離子交換膜，4、陽(yáng)極室，5、陰極室，6、陽(yáng)極液進(jìn)口(原料液)，7、陰極液進(jìn)口(原料液)，8、陽(yáng)極出槽液溢出口，9、陰極出槽液溢出口，10、陽(yáng)極氣體，11、陰極氣體(H2)。圖2是多個(gè)單元電解槽串聯(lián)的復(fù)合電解槽示意圖。
具體實(shí)施例方式以下通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說(shuō)明，但本發(fā)明不僅限于以下實(shí)施例。實(shí)施例中使用的全氟離子交換膜為DF988型(山東東岳高分子材料有限公司生產(chǎn))、F8020型(日本旭硝子公司)、N2030型(杜邦公司)氯堿用全氟離子膜。實(shí)施例中使用的離子膜電解槽結(jié)構(gòu)如圖I所示。實(shí)施例中各種網(wǎng)狀電極均為氯堿工業(yè)用的常規(guī)產(chǎn)品，淄博金橋化工設(shè)備有限公司提供。實(shí)施例I :一種電解制備季銨堿的方法，通過(guò)使用在電極間設(shè)置全氟離子交換膜3且主要由陽(yáng)極室4、陽(yáng)極I、全氟離子交換膜3、陰極2、陰極室5構(gòu)成的電解槽，按以下步驟進(jìn)行(I)在如圖I所示的離子膜電解槽中進(jìn)行電化學(xué)離子交換，陰極2電極為鎳基的網(wǎng)狀電極，陽(yáng)極2電極為鈦基網(wǎng)狀電極，全氟離子交換膜3為DF988型氯堿用全氟羧酸一全氟磺酸復(fù)合膜離子膜；陽(yáng)極液為四甲基氯化銨的水溶液，陰極液為四甲基氫氧化銨(TMAH)溶液；分別用泵將陽(yáng)極液和陰極液打入電解槽的陽(yáng)極室和陰極室中進(jìn)行循環(huán)；(2)在65°C下，給電解槽通直流電進(jìn)行恒電流電解，電流密度I. 5kA/m2，陽(yáng)極液進(jìn)槽濃度控制在質(zhì)量濃度15%左右；陰極液進(jìn)槽質(zhì)量濃度28%，出槽質(zhì)量濃度30% ；(3)把步驟(2)得到的陰極出槽液經(jīng)濃縮、結(jié)晶處理得到高純度季銨堿。經(jīng)酸堿滴定檢測(cè)季銨堿四甲基氫氧化銨的純度> 99. 65%。陰、陽(yáng)電極上分解產(chǎn)生的氫氣和氯氣分別予以收集。該工藝過(guò)程陰極電流效率為98. 12%。
實(shí)施例2 (I)在如圖I所示的離子膜電解槽中進(jìn)行電化學(xué)離子交換，陰極電極為不銹鋼基的網(wǎng)狀電極(帶活性涂層)，陽(yáng)極電極為鈦基網(wǎng)狀電極，離子膜為DF988型氯堿用全氟羧酸一全氟磺酸復(fù)合離子膜；陽(yáng)極液為三甲基芐基氯化銨的水溶液，陰極液為三甲基芐基氫氧化銨水溶液；分別用泵將陽(yáng)極液和陰極液打入電解槽的陽(yáng)極室和陰極室中進(jìn)行循環(huán)；(2)在55°C下，給電解槽通直流電進(jìn)行恒電流電解，電流密度3kA/m2，陽(yáng)極液進(jìn)槽濃度控制在質(zhì)量濃度30%左右；陰極液進(jìn)槽質(zhì)量濃度29%，出槽質(zhì)量濃度31% ；(3)把步驟⑵得到的陰極出槽液經(jīng)濃縮、結(jié)晶處理可以得到高純度季銨堿。陰、陽(yáng)電極上分解產(chǎn)生的氫氣和氯氣分別予以收集。計(jì)算表明，此工藝過(guò)程陰極電流效率為97. 63%，經(jīng)酸堿滴定三甲基芐基氫氧化銨純度> 99. 87%。實(shí)施例3 同實(shí)施例1，所不同的是步驟(I)中所用離子膜為F8020型氯堿離子膜。計(jì)算表明，此工藝過(guò)程陰極電流效率為97. 31%，季銨堿四甲基氫氧化銨的純度> 99. 69%。實(shí)施例4 同實(shí)施例1，所不同的是步驟(I)中陽(yáng)極液為四甲基碳酸氫銨的水溶液，陰極液為四甲基氫氧化銨水溶液。采用四甲基碳酸氫銨作為陽(yáng)極電解液，陽(yáng)極產(chǎn)生二氧化碳和氧氣可以避免陽(yáng)極產(chǎn)生氯氣。計(jì)算表明，此工藝過(guò)程陰極電流效率為97. 92%，季銨堿四甲基氫氧化銨的純度> 99. 81%。實(shí)施例5 同實(shí)施例1，所不同的是步驟(2)中電解溫度為35°C。計(jì)算表明，此工藝過(guò)程陰極電流效率為97. 08%，季銨堿四甲基氫氧化銨的純度> 99. 44%。實(shí)施例6 同實(shí)施例2，所不同的是步驟(I)中所用離子膜為N2030型氯堿離子膜。計(jì)算表明，此工藝過(guò)程陰極電流效率為97. 57%，三甲基芐基氫氧化銨純度> 99. 86%。實(shí)施例7:同實(shí)施例2，所不同的是步驟(I)中陽(yáng)極液為四丙基硝酸銨的水溶液，陰極液為四丙基氫氧化銨水溶液。計(jì)算表明，此工藝過(guò)程陰極電流效率為97. 65%，四丙基氫氧化銨純度> 99. 83%。實(shí)施例8 同實(shí)施例2，所不同的是步驟(2)中電解的電流密度為4. 5kA/m2。計(jì)算表明，此工 藝過(guò)程陰極電流效率為97. 84%，三甲基芐基氫氧化銨純度> 99. 91%。
權(quán)利要求
1.一種電解制備季銨堿的方法，通過(guò)使用在電極間設(shè)置全氟離子交換膜且主要由陽(yáng)極室、陽(yáng)極、全氟離子交換膜、陰極、陰極室構(gòu)成的電解槽，進(jìn)行以下步驟 (1)將陽(yáng)極液和陰極液分別供給到該電解槽的陽(yáng)極室和陰極室中，進(jìn)行電化學(xué)離子交換；其中，所述陽(yáng)極液為季銨鹽的水溶液(R1R2R3R4N+F),陰極液為與所述季銨鹽中的季銨陽(yáng)離子對(duì)應(yīng)的季銨堿溶液(R1R2R3R4NOH)； (2)給電解槽通直流電進(jìn)行恒電流電解，在電場(chǎng)作用下，陽(yáng)極室里的季銨鹽溶液中陽(yáng)離子向陰極方向遷移并透過(guò)全氟離子交換膜進(jìn)入陰極室，與陰極上水分解的氫氧根離子結(jié)合生成季銨堿；富集在陽(yáng)極室里的季銨鹽溶液中的陰離子與陽(yáng)極上水分解的氫離子結(jié)合生成無(wú)機(jī)酸； (3)收集陰極室富集的季銨堿出槽液，經(jīng)濃縮、結(jié)晶，得到季銨堿。
2.如權(quán)利要求I所述的電解制備季銨堿的方法，其特征在于步驟(2)電化學(xué)離子交換過(guò)程中，陰、陽(yáng)電極上分解產(chǎn)生的氫氣和氧氣分別予以收集。
3.如權(quán)利要求I所述的電解制備季銨堿的方法，其特征在于所述的全氟離子交換膜為氯堿用全氟磺酸-全氟羧酸復(fù)合離子膜。
4.如權(quán)利要求I所述的電解制備季銨堿的方法，其特征在于所述的季銨鹽通式為R1R2R3R4N+X-,其中X=Cl' NOf或HCOf，R1' R2、R3、R4各自獨(dú)立地選自甲基、乙基、丙基、異丙基和節(jié)基，H R3> R4相同或不相同。
5.如權(quán)利要求I或4所述的電解制備季銨堿的方法，其特征在于所述的季銨鹽為四甲基氯化銨，四甲基碳酸氫銨，四丙基硝酸銨，三甲基芐基氯化銨。
6.如權(quán)利要求I所述的電解制備季銨堿的方法，其特征在于所述的電解溫度為20°C 85°C，進(jìn)一步優(yōu)選，電解溫度為60°C 70°C，以65°C為最優(yōu)選。
7.如權(quán)利要求I所述的電解制備季銨堿的方法，其特征在于所述恒電流電解的電流密度為 l-5kA/m2。
8.如權(quán)利要求I所述的電解制備季銨堿的方法，其特征在于在給電解槽通直流電進(jìn)行恒電流電解時(shí)，控制陽(yáng)極液和陰極液的進(jìn)、出槽濃度，使所述陽(yáng)極液進(jìn)槽濃度控制在質(zhì)量濃度15% 35%，優(yōu)選的是10-25% ；陰極液進(jìn)槽質(zhì)量濃度15% 28%，出槽質(zhì)量濃度28% 32%。
9.如權(quán)利要求I所述的電解制備季銨堿的方法，其特征在于所述的陰極電極為不銹鋼或鎳基帶活性涂層的網(wǎng)狀電極，陽(yáng)極電極為鈦基網(wǎng)狀電極。
10.如權(quán)利要求I所述的電解制備季銨堿的方法，其特征在于所述的電解槽是單個(gè)單元電解槽，或多個(gè)單元電解槽串聯(lián)或并聯(lián)形成得復(fù)合電解槽。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種氯堿用全氟離子交換膜法電解有機(jī)銨鹽制備高純季銨堿的方法。通過(guò)使用在電極間設(shè)置全氟離子交換膜且主要由陽(yáng)極室、陽(yáng)極、全氟離子交換膜、陰極、陰極室構(gòu)成的電解槽，步驟為將陽(yáng)極液和陰極液分別供給到該電解槽的陽(yáng)極室和陰極室中，進(jìn)行電化學(xué)離子交換；其中，所述陽(yáng)極液為季銨鹽的水溶液，陰極液為與所述季銨鹽中的季銨陽(yáng)離子對(duì)應(yīng)的季銨堿溶液；給電解槽通直流電進(jìn)行恒電流電解，陰極出槽液經(jīng)濃縮、結(jié)晶處理得到季銨堿。本方法具有工藝過(guò)程簡(jiǎn)單，易于工業(yè)放大、電流效率高等優(yōu)點(diǎn)，所得季銨堿純度高。
文檔編號(hào)C25B3/00GK102828198SQ201210359679
公開日2012年12月19日 申請(qǐng)日期2012年9月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月24日
發(fā)明者張恒, 王學(xué)軍, 于昌國(guó), 張永明 申請(qǐng)人:山東東岳高分子材料有限公司