Состав для изготовления серусодержащего электропроводного композиционного электрода

(51) 01 17/22 (2006.01) 25 17/10 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ композиционного электрода, который применяется для электрохимического синтеза различных соединений серы. Задачей изобретения является удешевление изготовления электропроводного серусодержащего композиционного электрода. Изобретение позволяет получить более дешевый серусодержащий композиционный электропроводный электрод, в котором сера обладает высокой электрохимической активностью. Эффект достигается за счет использования порошка кокса вместо дорогого и дефицитного графита и композиционный серусодержащий электрод изготавливается в следующих соотношениях компонентов, мас. Порошок серы(72) Баешов Абдуали Баешович Асабаева Замира Кулжановна Баешова Салтанат Абдуалиевна(73) Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения Институт органического катализа и электрохимии им. Д.В. Сокольского Комитета науки Министерства образования и науки Республики Казахстан(54) СОСТАВ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СЕРУСОДЕРЖАЩЕГО ЭЛЕКТРОПРОВОДНОГО КОМПОЗИЦИОННОГО ЭЛЕКТРОДА(57) Изобретение относится к области электрохимии и может быть использовано для изготовления серусодержащего электропроводного 21327 Изобретение относится к области электрохимических производств и его можно использовать для изготовления электропроводного серусодержащего композиционного электрода,который применяется для осуществления электрохимического синтеза соединений серы. Электрохимический поляризуя, электропроводный композиционный серусодержащий электрод, можно синтезировать различные соединения серы сульфид, полисульфид, сероводород и т.д. Известен состав серусодержащего электропроводного композиционного электрода,заключающийся в напрессовывании смеси серы,графита и жидкого стекла /Баешов А.Б., Жданов С.И., Тулебаев А.К. и др. Электрохимия серы и ее соединений. Алматы ылым, 1997, с. 133-134/. Состав указанного электрода включает жидкое стекло, как связующий компонент. Его связующее свойство проявляется при очень высоких давлениях- при 500 кг/см 2 и выше, а это приводит к большим материальным и трудовым затратам. В этой связи изготовление электрода осуществляется при очень высоком давлении, для этого необходимо дорогостоящее специальное оборудование. Наиболее близким по природе компонентов к предлагаемому изобретению является следующий состав электрода. Для изготовления электрода используют графит и серу в виде порошка при соотношениях компонентов смесь, состоящая из графитового порошка (35-50 от массы) и порошка серы (50-65 от массы) медленно нагревают до температуры плавления серы 110-120 С, формуют и охлаждают. Полученный серусодержащий электрод с определенной формой применяется в качестве электрода для электрохимического синтеза соединений серы./Мамырбекова А.К. Электрохимическое поведение элементарной серы в водных растворах при поляризации переменным током автореф.канд. хим. наук.02.00.15. Караганда ТОО ИОСУ РК, 2007. -с. 18/. Основным недостатком указанного серусодержащего композиционного электрода является то, что в его состав входит графит, являющийся дорогим и дефицитным материалом. Задачей изобретения является получение состава для изготовления серусодержащего электропроводного композиционного электрода. Техническим результатом является удешевление изготовления электропроводного серусодержащего композиционного электрода, применение более доступного сырья - кокса, увеличение активной рабочей поверхности, повышение электропроводности. Это достигается тем, что состав для изготовления серусодержащего электропроводного композиционного электрода, содержащий серу, в качестве электропроводного материала используют кокс и электрод готовят при следующем соотношении компонентов, мас. Сера 35-65 Кокс 65-45 Сущность предлагаемого нами способа заключается в следующем сера и кокс измельчаются до фракции 35-50 мкм. Полученные сухие порошки 2 серы и кокса, как и в случае прототипа, тщательно перемешивают при определенном соотношении и нагревают до температуры плавления серы 110-120 С до образования однородной массы. Полученную густую массу помещают в емкость нужной формы и охлаждают. Результаты проведенных исследований показали, что изготовленный композиционный сераэлектрод обладает довольно высокой электропроводностью. Сера в данном случае выступает как основной реагент, и как связующий материал для сцепления дисперсных частиц порошка кокса, а кокс, в свою очередь, придает электроду электропроводные свойства, но непосредственно не участвует в катодном и анодном процессах. Применение порошкообразных серы и кокса дает возможность изготовить электрод определенной пористости, за счет которой увеличивается активная рабочая поверхность электрода. Композиционному сера-коксовому электроду можно придавать любую форму пластинки, на нем можно проводить электролиз при заданных плотностях тока. Предлагаемый композиционный электрод,содержащий серу и углерод, может быть получен из любых марок кокса и модификации серы. Нами впервые установлено, что в составе композиционного сера-коксового электрода, сера проявляет высокую электрохимическую активность,и при катодной поляризации происходит ее восстановление с образованием сульфид- и полисульфид-ионов. Пример 1. Были изготовлены композиционные электроды с различным содержанием серы и кокса. Проводили электролиз с прямоугольным пластинчатым, сера-коксовым электродом поверхностью 0,002 м 2 и в качестве вспомогательного электрода использовали графит. Эксперименты проводились в стеклянном электролизере, с разделением электродных пространств катионитовой мембраной МК-40. Продолжительность электролиза (т) - 0,5 ч, плотность токана сера-коксовом электроде 100 А/м 2. Электролитом служил 1 М раствор . Как показали результаты исследований, сера, находящаяся в составе сера-коксового композиционного электрода обладает высокой электрохимической активностью. Сера катодно восстанавливается с образованием полисульфид-ионов с высокими выходами по току. Исследовалось влияние соотношений серы и кокса на кажущийся катодный выход по току образования полисульфид-ионов. В таблице приведено влияние соотношения серы и кокса на выход по току образования сульфида натрия. При катодной поляризации серусодержащего электрода продуктом электролиза является полисульфид-натрия, который широко применяется как флотореагент при флотационном обогащении руд цветных металлов. К тому же необходимо отметить важность данного результата, т.к. в Казахстане сульфид натрия не производится. Все обогатительные фабрики нашей Республики,указанный ценный флотореагент покупают в России или Китае. 19922 Таблица Влияние соотношения серы и кокса на выход по току образования сульфида натрия( 1, 25 С,0,5 час, 100 А/м 2) Соотношение серакокс, мас. Выход по току образования полисульфида натрия,Как видно из таблицы, высокие выходы по току образования полисульфид-ионов наблюдаются при соотношении - серакокс, равном 5545-3565. Как показывают результаты исследований,при содержании серы в композиционном электроде в порядке 60 и выше, электропроводность электрода резко повышается. При электролизе электрод сильно нагревается, в этой связи электролиз проводить не целесообразно. А при содержании серы - 30 и меньше, трудно получить компактный рабочий электрод. Полученный в этих условиях композиционный электрод легко осыпается,поэтому неработоспособен. Высокий выход по току образования полисульфид-ионов,превышающий 100 объясняется протеканием нижеуказанный химической реакции и усилением ее скорости при катодной поляризации 22(21)6332 Следует отметить, что при использовании угля вместо графита, положительный эффект не достигается, т.е. композиционный электрод не становится электропроводным, а сера не проявляет электрохимическую активность. Положительный эффект достигается при применении кокса. Таким образом,способ изготовления композиционного электрода содержащего серу и кокс, придает сере, являющейся диэлектриком и не обладающей электропроводностью,высокую электрохимическую активность. Предложенный нами состав композиционного электрода по сравнению с прототипом имеет следующие преимущества- использование в качестве электропроводного компонента - дешевого и легкодоступного кокса,являющегося отходом коксового производства- расширение сырьевой базы и снижение стоимости изготовления композиционного электропроводного серусодержащего электрода. Следует отметить, что в нашей Республике (г. Темиртау) накоплено большое количество коксовых мелочей в виде отходов, которые в настоящее время не находят применение в производстве. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Состав для изготовления серусодержащего электропроводного композиционного электрода,содержащий серу, отличающийся тем, что в качестве электропроводного материала используют кокс и электрод готовят при следую тем соотношении компонентов, мас. Сера 35-55 Коке 65-45.