Электрохимический способ получения полисульфидов щелочных металлов

(51) 01 17/20 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ Технический результат достигается способом получения полисульфидов щелочных металлов в щелочном растворе путем электролиза с применением в качестве катода кусковых сераграфитовых композиционных электродов. Сущность предлагаемого способа заключается в том, что состав и способы изготовления композиционного электрода остаются такими же,как в прототипе. Полученные большие куски сераграфитового материала измельчают до размеров 310 мм. Полученные куски композиции сераграфит помещают в катодное пространство электролизера. Для того, чтобы сера-графитовые куски не соприкасались с катионитовой мембраной,между мембраной и кусковыми электродами помещают перегородку из оргстекла с отверстиями. Кусковые сера-графитовые электроды катодно поляризуют. Полученные сера-графитовые куски обладают высокой электропроводностью и сера в составе электрода обладает высокой элекрохимической активностью и восстанавливается с образованием полисульфид-ионов, которые в прикатодном пространстве взаимодействуют с катионами щелочных металлов и в результате образуются полисульфиды щелочных металлов.(72) Баешов Абдуали Баешович Конурбаев Абибулла Ережепович Баешова Ажар Коспановна Асабаева Замира Кулжановна(73) Акционерное общество Институт органического катализа и электрохимии им. Д.В. Сокольского(54) ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЙ СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИСУЛЬФИДОВ ЩЕЛОЧНЫХ МЕТАЛЛОВ(57) Изобретение относится к области химии и электрохимии серы и ее неорганических соединений, в частности, к электрохимическим способам получения сульфидов щелочных металлов и может быть использовано в технологиях электросинтеза. Задачей данного изобретения является разработка электрохимического способа получения полисульфидов щелочных металлов. Техническим результатом предлагаемого изобретения является упрощение способа изготовления композиционного серусодержащего электрода и способа получения полисульфидов щелочных металлов. Изобретение относится к области химии и электрохимии серы и ее неорганических соединений, в частности, к электрохимическим способам получения полисульфидов щелочных металлов и может быть использовано в технологиях электросинтеза. Известен электрохимический способ получения полисульфидов щелочных металлов Предпатент РК 15849. Способ получения полисульфидов щелочных металлов /Капсалямов Б.А., Баешов А.Б.,Конурбаев А.Е и др. Опубл. 15.06.2005, бюл. 6. Сущность способа заключается в получении полисульфида натрия в щелочном растворе с применением компактного сера-графитового композиционного электрода. Электролиз проводят в электролизере с разделенными катионитовой мембраной МК-40 электродными пространствами. При катодной поляризации плоского компактного сера - графитового электрода в щелочных растворах,элементная сера, находящаяся в его составе,восстанавливается до полисульфид-ионов и накапливается в катодном пространстве электролизера Основные недостатки известного способа 1. Изготовление цельного, монолитного сераграфитового композиционного электрода очень затруднено, т.к. он имеет низкую механическую прочность, в этой связи электрод быстро трескается и ломается. Формирование электродов без трещин возможно только при медленном равномерном охлаждении. Кроме того, во время электролиза, при протекании электрического тока большой силы,электрод также легко трескается и ломается. Таким образом, в промышленных условиях применение плоского компактного электрода существенно усложняет технологический процесс получения полисульфида натрия. 2. Технология подготовки композиционных электродов не позволяет получать электроды с большими площадями поверхности и высокой электропроводностью, поэтому электролиз при высоких плотностях тока становится невозможным. Задачей данного изобретения является разработка электрохимического способа получения полисульфидов щелочных металлов. Техническим результатом предлагаемого изобретения является упрощение способа изготовления композиционного серусодержащего электрода, вследствие чего происходит упрощение технологии получения полисульфидов щелочных металлов. Технический результат достигается способом получения полисульфидов щелочных металлов в щелочном растворе путем электролиза с применением в качестве катода кусковых сераграфитовых композиционных электродов. Сущность предлагаемого способа заключается в том, что состав и способы изготовления композиционного электрода остаются такими же,как в прототипе. Полученные большие куски сераграфитового материала измельчают до размеров 3 10 мм. Полученные куски композиции сераграфит помещают в катодное пространство электролизера (фиг.1). Для того, чтобы сераграфитовые куски не соприкасались с катионитовой мембраной, между мембраной и кусковыми электродами помещают перегородку из оргстекла с отверстиями. Кусковые сера-графитовые электроды катодно поляризуют. Полученные сера-графитовые куски обладают высокой электропроводностью и сера в составе электрода обладает высокой элекрохимической активностью По окончании опыта в катодном пространстве определяют содержание полисульфид- ионов. Образовавшиеся в прикатодном пространстве полисульфид- ионы могут взаимодействовать в щелочном растворе с катионами щелочных металлов и в результате образуются полисульфиды щелочных металлов 222 Опыт проводят в электролизере (1) объемом 500 мл с разделенными катионитовой мембраной МК - 40 (5) анодным и катодным пространствами. В качестве анода применяют графит (4). В катодное пространство электролизера между графитовым токоподводом (3) и перегородкой с отверствиями (6) помещают куски композиции сера-графит (2). В ходе электролиза, сера-графитовые куски катодно поляризуют. Элементная сера в составе композиционного электрода восстанавливается с образованием полисульфид ионов. Сущность предлагаемого изобретения иллюстрируется нижеследующим примером. Пример. Электролиз проводят в электролизере из оргстекла с разделенными катионитовой мембраной катодным и анодным пространствами. Катодное и анодное пространства электролизера заполняют раствором гидроксида натрия с концентрацией 50 г/л. В качестве катода используют кусковые сераграфитовые электроды, в качестве анода графитовый электрод. Сера-графитовые куски поляризуют постоянным током. При электролизе в катодном пространстве электролизера образуется полисульфид натрия. Полученный раствор анализируют фотоколориметрическим методом. В таблице представлена зависимость выхода по току (ВТ) полисульфида натрия от плотности тока на графитовом токоподводе. Таблица Влияние плотности тока на графитовом токоподводе на выход по току полисульфид- ионов Как видно из таблицы, при повышении катодной плотности тока на графитовом токоподводе выход по току полисульфид - ионов понижается. Максимальный выход по току, превышающий 80,достигается в интервале плотностей тока 50250 А/м 2. Таким образом предлагаемый способ получения полисульфидов щелочных металлов имеет следующие преимущества 1. Применение сера-графитовых кусковых электродов намного упрощает стадию его изготовления и вследствие этого процесс электрохимического синтеза полисульфидов щелочных металлов. 2. При применении сера-графитовых кусков формируются электроды с развитой поверхностью, а это, в свою очередь, влияет на процесс катодного восстановления серы и способствует протеканию реакции восстановления с низким перенапряжением и с более высокими выходами по току и проведению ее при более высоких плотностях тока. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Электрохимический способ получения полисульфидов щелочных металлов в щелочном растворе с применением сера-графитового композиционного электрода в качестве катода и электролизера с разделенными катионитовой мембраной электродными пространствами,отличающийся тем, что в качестве электрода используют куски композиции сера-графит и катодный ток подают через графитовый токоподвод.