DE2712305A1 - Verfahren zur herstellung von metalloxid-solen - Google Patents
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Description
Verfahren zur Herstellung von Metalloxid-Solen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Metalloxid-Solen, nämlich von Silicium, Aluminium,
Antimon, Chrom, Mangan, Molybdän, Zinn und Wolfram.durch elektro-dialytische Überführung der Alkaliionen aus deren
wässriger Lösung aus der Anodenkammer einer Elektrolysezelle in die Kathodenkammer, wobei im wesentlichen die
Wanderung der Metalloxide in die Kathodenkammer verhindert wird, durch Anwendung einer Kationen-permeablen Membran
zwischen den Elektrodenkammern und Einhaltung eines bestimmten pH-Werts.
709839/0 9
Die Solen finden die verschiedensten Anwendungen. Der größte Abnehmer für Kieselsäuresole ist die Stahlindustrie,
da Stahlwerke Sole als Bindemittel für die Untersetzplatten verwenden, die für das Abkühlen von
heißen Knüppeln dienen. Das Sol wirkt als thermischer Isolator oder als Mittel gegen ein Anbacken der Knüppel
an der Untersetzplatte. Auch in der Präzisionsgießerei zur Herstellung der Formen wird als Bindemittel ein
Sol angewandt. Weitere Abnehmer für Kieselsole sind die Industrien zur Herstellung von Bodenschleifmitteln
und Zahnpasten. In Bodenpoliermitteln wirken die Sole
als Antigleitmittel. Wegen ihrer außerordentlich geringen Teilchengröße ist keine Lichtstreuung zu erwarten
und damit sind die Poliermittel klar. Bei Zahnpasten werden kolloidale Kieselsäuren in Form ihrer Sole als Scheuermittel
. angewandt. Die Kieselsäureteilchen sind viel kleiner als die normalerweise angewandter Phosphate,
so daß der Abschliff von Zahnema.il geringer ist.
Es sind die verschiedensten Verfahren zur Herstellung von Kieselsolen bekannt. Aus der US-PS 1 562 940
ist ein Verfahren zur Herstellung von Kieselsäure durch Elektrolyse einer Wasserglaslösung zwischen einer Anode
und einer Quecksilberkathode bekannt, während die Anode dauernd bewegt wird. Aus den US-PS 3 654 105 und 3 654
sind Verfahren zur Herstellung von Kieselsolen bekannt, wonach Strom zwischen Anode und Kathode geleitet wird,
welche sich in einem speziellen Elektrolyt befinden, und die Anode aus Silicium oder einem siliciumhaltigen
Material besteht. Die US-PS 3 668 088 bringt nun die Elektrodialyse für die Herstellung von Kieselsolen. Als
Elektrolyt dient eine Natriumsilicatlösung und zur Trennung von Anolyt und Katholyt eine Anionen-permeable
Membran. Die Wasserstoff ionen des Anolyts wandern durch
709839/0979 ' -3-
die Membran in den Soleelektrolyt und die Natriumionen werden entfernt, indem der Elektrolyt mit dem Quecksilber
der Kathode Natriumamalgam bildet. Die Kieselsäure scheidet sich aus auf den im Soleelektrolyt enthaltenen
Kieselsäureteilchen. Mit diesem Verfahren gelingt es jedoch nicht, in wirksamer und wirtschaftlicher Weise
hochreine stabile hochkieselsäurehaltige Sole herzustellen,
Aus der US-PS 3 723 273 ist die Herstellung eines
Zinndioxidsols durch Elektrodialyse von Kaliumstannatlösung mit Kationen-permeablen Dialysemembranen bekannt.
Die Erfindung betrifft nun die Herstellung von Metalloxidsolen durch elektrodialytische Überführung
der Alkali-Kationen aus einer wässrigen Lösung eines Alkali-Metalloxids aus der Anodenkammer in die Kathodenkammer
einer Elektrolysezelle, während eine Wanderung der metalloxidischen Komponente in die Kathodenkammer
mit Hilfe einer Kationen-permeablen Membran zwischen den Elektrodenkammern verhindert wird und der pH-Wert
streng eingeregelt bleibt. Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich besonders zur Herstellung von Kieselsolen,
wobei eine Abscheidung von Kieselsäure an der Anode vermindert oder verhindert wird durch die Einhaltung
des pH-Werts des Anolyten. Während der Elektrolyse soll der pH-Wert des Anolyten zwischen etwa 7,5 und 8,5
gehalten werden, um diese Abscheidung von Kieselsäure an der Anode zu verhindern. Als Kationen-permeable
Membran eignet sich ein fluoriertes Mischpolymer mit SuIfonsäuregruppen, wie es insbesondere unter der Handelsbezeichnung
"Nafion SR" bekannt ist.
Bei der erfindungsgemäßen Elektrodialyse werden die Alkali-Kationen einer wässrigen Lösung eines
709839/D979 -4-
υ.
Alkalisalzes einer oxidischen Verbindung obiger Metalle (Alkalisalz deren Sauerstoffsäuren) aus der Anodenkammer
in die Kathodenkammer einer Elektrolysezelle überführt,
wohingegen eine Wanderung der metalloxidischen Komponente (Anionen) von der Anodenkammer in die Kathodenkammer
durch eine Kationen-permeable Membran verhindert wird. Es ist notwendig, daß dauernd der pH-Wert des Anolyten
geregelt wird. Das Sol der Anodenkammer wird dann gewonnen.
Die Erfindung wird an beiliegenden Figuren weiter erläutert.
Fig. 1 ist eine schematische Darstellung einer Elektrolyse-Anlage
zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Die Zelle 10 ist aufgebaut aus einer Wanne: 12 mit Anodenkammer
14 und Kathodenkammer 16, die durch eineKa.tionenpermeable
Membran 18 getrennt sind. In der Anodenkammer be findet sich die Anode 20 und in der Kathodenkammer die
Kathode 22. Im Anolytkreislauf 24 erfolgt eine Verbindung der Anodenkammer 14 mit dem Vorratsgefäß 26 über die Pumpe
28, wobei das Vorragsgefäß so ausgestattet ist, daß eine pH-Messung 30 über eine Dosierung 34 die Zuspeisung aus
32 beeinflußt. Im Katholytkreislauf 36 findet sich die
Umwälzpumpe 38 und das Vorratsgefäß 40 in Verbindung mit der Kathodenkammer 16.
Fig. 2 zeigt schematisch die bevorzugte Anodenkam-
& im Verlikal-Schnitt
merausführung, bei der sich in einer rautenförmigen
Wanne 12' die Kammer 14* mit erstem und zweitem Endglied
befindet. Im oberen Teil der Wanne findet sich der Ablauf 42 und im unteren Teil der Zulauf 44. Die
Anode 20' ist in der Mitte angeordnet. Eine Seite der Kammer wird abgeschlossen von der als ein Endglied
wirkenden permeablen Membran 18· und auf der anderen Seite (nicht gezeigt) durch ein beliebiges Endglied.
70 98 39/0979 " 5 _
Wenn gewünscht, kann sich in der Anodenkammer 14· eine
Vielzahl von Teilchen 46, vorzugsweise Glasperlen, befinden. Durch die Anolytströmung werden diese fluidisiert.
Gegebenenfalls kann man die Kathodenkammer dieser Konfiguration anpassen mit dem einzigen Unterschied, daß
die Kathode entsprechend ausgebildet ist.
Die Elektroden bei dem erfindungsgemäßen Verfahren können aus einem beliebigen Werkstoff bestehen, bevorzugt
wird ein Ventilmetall wie Titan, Tantal, Zirkonium, Niob oder Hafnium und darauf einem leitenden Überzug aus
einem Metall und/oder Metalloxid der Platingruppe (US-PS 3 778 307, 3 711 385). Die Anode ist üblicherweise ein
Netz und die Kathode besteht aus vorzugsweise Stahl, korrosionsbeständigem Stahl, Nickel oder Eisen und ist
für besondere Leistung ein Stahlnetz.
Die Membran muß Kationen-durchlässig sein. Sie besteht entweder aus einem Polymeren, enthaltend copolymerisiert
sulfoniertes Styrol oder einpolymerisiert eine ungesättigte Carbonsäure. Bei der Membran kann es sich also
um eine sulfonische oder carboxylische Membran handeln. Zweckmäßigerweise befindet sich das Ionenaustauschermaterial
auf einer Verstärkung wie sie üblicherweise für hydraulisch undurchlässige Kationen austauschende Membranen
angewandt wird und gegenüber dem Zellenmilieu widerstandsfähig ist. Grundsätzlich kann ein beliebiges Material angewandt
werden, solange es niedere Widerstandswerte für hohe Stromdichten und ausreichende Lebensdauer besitzt.
Bei dem Material kann es sich um eine dünne Folie eines fluorierten Mischpolymeren mit seitlichen SuIfonsäuregruppen
handeln, welches abgeleitet ist von einem Monomeren der Formel
709839/0 9 79
P F
1 I
C=C-
deren SOgF-Gruppen in SO,H-Gruppen umgewandelt sind und
Monomren der Formel
F X
C=Ci II
I f
P X«
R1 P FF
worin R der Gruppe -C - C - O - f C - C - O }_
Ii ι· ra
PP YF
entspricht und R F oder eine Pluoralkylgruppe mit 1 bis C-Atomen, Y F oder CF,, m 1, 2 oder 3, η 0 oder 1,
X P, Cl oder CF, und X1 X oder P
F,C fC)-aO- ist, worin a 0 oder eine ganze Zahl von 1 bis
bedeutet. Das Copolymer enthält somit Einheiten der Formeln
P P
f f
- C - C - III
I I
P (R)2
■*H und
P X
I 1
C-C- IV
I !
P X·
709839/09 79 " "7"
Das SO-zH-Äquivalentgewicht soll etwa 1000 bis 1400
betragen. Der Gelwassergehalt liegt bei zumindest etwa. 25$, da. höhere Zellenspannungen für gegebene Stromdichten
bei niedereren Gelwassergehalten erforderlich werden. Schichtstärken (unlaminiert) von zumindest 0,2 mm erfordern
höhere Zellenspannungen und ergeben damit geringere Stromausbeuten.
Wegen der Großflächigkait der Membranen in Produktionszellen
der Industrie wird die Folie laminiert auf oder imprägniert in ein hydraulisch durchlässiges elektrisch
nichtleitendes inertes Verstärlcungsmaterial, wie Gewebe
oder Vliese aus Pasern von Asbest, Glas, Polytetrafluoräthylen oder dergleichen. Bei der laminierten Membran
soll das Austauscherharz zumindest auf einer Seite der Verstärkung ununterbrochen sein(siehe hierzu
US-PS 3 041 317, 3 282 875, 3 624 053, GB-PS 1 184 321, NL-AS 72/12249 entsprechend US-PS 3 184 399,
11NAPION XR" von ^
Ein weiteres Membranraaterial hat eine Gerüstkette eines Mischpolymeren von Tetrafluoräthylen und Hexafluorpropylen
und darauf aufgepfropft ein 1:1-Gemisch von Styrol und ct-Methylstyrol. Diese Seitenketten können
sulfoniert oder carboxyliert werden, damit sie Ionenaustauscherfähigkeiten erhalten. Aufgrund des fluorierten
Gerüstpolymeren besitzen diese Austauscherstoffe eine hohe Widerstandsfähigkeit gegenüber chemischen Angriffen.
Ein weiteres brauchbares Membranmaterial ist ein Kunstharz mit seitlichen Sulfonsäuregruppen und einem
Gerüstpolymeren, welches sich ableitet von einem
- 8 709839/0 9 79
Polymerisat einer polyvinylaromatischen Verbindung mit
einem Monovinylaromaten in einem anorganischen Lösungsmittel unter solchen Bedingungen, daß ein Verdampfen
des Lösungsmittels verhindert wird. Man erhält im allgemeinen ein Copolymerisa.t, jedoch kann auch ein Produkt
aus 100$ Polyvinylaromaten zufriedenstellen.
Als Polyvinylaromaten kommen in Prage;Divinylbenzole,
Divinyltoluole, Divinylna.ph thaline, Divinyldiphenyle, Divinylphenylvinyläther und deren alkylsubstituierte
Derivate wie Dimethyldivinylbenzole und ähnliche polymerisierbare Aromaten, die hinsichtlich
der Vinylgruppen polyfunktionell sind.
Die Monovinylaromaten liegen im allgemeinen als Verunreinigungen in handelsüblichen Polyvinylaromaten
vor wie Styrol,die Isomeren von Vinyltoluolen, Vinylnaphtha.linen,
Vinyläthylbenzolen, Vinylchlorbenzolen, Vinylsylenen und oC-substituierten Alkylderivaten davon
wie o*—Methylvinylbenzol. Werden hochreine Polyvinylaromaten
angewandt, kann es wünschenswert sein, Monovinylaromaten zuzusetzen, so daß in dem polymerisierbar
en Produkt die Polyvinylaromaten 30 bis 80 Mol-% ausmachen.
Lösungsmittel vor der Polymerisation sollten einen jpunkt über etwa 6O0C
rungsmedium mischbar sein.
rungsmedium mischbar sein.
Siedepunkt über etwa 6O0C besitzen und mit dem Sulfonie-
Die Polymerisation erfolgt auf übliche Weise unter Wärme, Druck, mit katalytiachen Beschleunigern und dergleichen
und wird geführt ,bis man ein unlösliches, unschmelzbares Gel durch im wesentlichen das gesamte Volumen der Lösung
- 9 709839/0979
-P-
erhält. Die erhaltenen Gelstrukturen werden dann sulfoniert
in solvatisiertem Zustand bis zu einem solchen Ausmaß, daß nicht mehr als 4 Äquivalente Sulfonsäuregruppen je Mol Polyvinylaromaten
im Polymeren und nicht weniger als 1 Äquivalent Sulfonsäuregruppen auf 10 MoIePoIy- und Monovinylaromaten
im Polymer gebildet werden. Auch diese Austauschermaterialien
können wie oben erwähnt, verstärkt werden (US-PS 2 731 411 und 3 887 499("1ONICS CR 6" der
Firma Ionics).
Der Anolyt ist eine wässrige Lösung von zumindest einem Alkali-Metalloxid, vorzugsweise das Natrium- oder
Kaliumslaz, insbesondere Natriumsilicat. Zu Beginn der Elektrodialyse liegt dieses in einer Menge von vorzugsweise
0,1 bis 5$ (bezogen auf Metalloxid) vor. Während der Elektrolyse steigt die Konzentration des Sols im
Anolyt an, so daß man Konzentrationen von etwa 5 bis 35 Gew.-% erhalten kann.
Bei Beginn der Elektrodialyse sollte der Anolyt noch etwas Sol, welches als Keimbildner dient, enthalten, vorzugsweise
etwa 1 Gew.-^ Metallsol, jedoch kann auch eine
Minimalmenge von etwa 0,1 % ausreichen. Dies erreicht man
beispielsweise durch Erwärmen einer wässrigen Lösung von Natriumsilicat auf die entsprechende Tomperatur. Der
Katholyt kann eine Alkalilauge sein, vorzugsweise Natronlauge. Alkalihydroxid ist darin im allgemeinen in einer
Menge von etwa 1 bis 20%, vorzugsweise etwa 5$, enthalten.
Dies ist die Anfangskonzentration des Katholyten. Es ist offensichtlich, daß die Laugenkonzentration während des
Betriebs der Zelle ansteigt.
Es hat sich als sehr zweckmäüig erwiesen, eine Vielzahl
von Teilchen oder Perlen innerhalb der Anodenkammer vorzugsehen, welche durch die Strömung des Anolyten
709839/0*979 -10-
fluidisiert werden. Das r-egellose Aufschlagen der Perlen
auf die Anode verhindert weitgehend eine Abscheidung des Sols auf der Anode. Man bevorzugt nicht elektrisch leitende
Teilchen oder Perlen; ihre Größe ist nicht kritisch, jedoch wird eine solche Kleinheit notwendig sein, daß sie
durch die Anolytströmung fluidisiert werden können.
Im Anolytkreislauf ist zweckmäßigerweise die Nachspeisung von Anolyt über eine Dosiervorrichtung in Abhängigkeit
von dem pH-Wert bzw. der pH-Wertsänderung geregelt. Aus dem Katholytkreislauf kann die Sole gewonnen werden.
Bei der Elektrolyse mit Gleichstrom bildet sich an der Anode Sauerstoff und an der Kathode Wasserstoff. Diese
Elektrolysegaae werden in üblicher Weise abgeführt.
Die Temperatur des Anolyten soll so gehalten werden, daß eine Keimbildung der Metalloxidsole stattfindet. Sie
liegt im allgemeinen über etwa 400C, vorzugsweise bei
60 bis 800C.
Die Stromdichte der Anode, ist %w allgemeinen 1,55
bis 31 A/dm , vorzugsweise 11,6 A/dm . Die Zellenspannung wird im allgemeinen zwischen etwa 10 und 30 V, vorzugsweise
10 bis 15 V gehalten.
Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich in einer einfachen oder in einer Mehrfachζeile durchführen. Wie
bereits darauf hingewiesen, muß eine Abscheidung auf der Anode verhindert werden, was durch genaue Einregelung
des pH-Werts des Anolyten stattfindet. Dies geschieht,
um die Alkalikonzentration konstant zu halten. Am Beispiel der Herstellung von Kieselsol kann erwähnt werden,
daß die Abscheidung im wesentlichen verhindert wird bei
- 11 -
709839/0979
-W-
einem pH-Wert zwischen etwa 7,5 und 8,5. Nähert sich der
pH-Wert während der Elektrodialyse etwa 8, so wird Anolyt in einer aolchen Menge nachgespeist, daß der pH-Wert
wieder die gewünschten Werte annimmt. Überraschenderweise gelingt es durch diese pH-Wertregelung, Kieselsole mit
einem Feststoff gehalt von etwa. 1 bis 30$ herzustellen,
ohne daß die Anode ihre elektrische Wirksamkeit durch Kieselsaureabscheidung verliert.
Der aufrechtzuerhaltende pH-Wertbereich variiert mit der Art des herzustellenden Sols und der Alkaliionen.
Ist der pH-Wert des Anolyten zu hoch, so scheidet sich an der Anode Sol ab, welches eine Desaktivierung der
Anode bewirkt. Ist der pH-Wert des Anolyten zu nieder, so erhält man kein ausreichend stabiles Sol, sondern es
bilden sich Agglomerate, die ausfallen. Eine derartige pH-Werteinstellung fand bei den bekannten Verfahren njc ht
statt, so daß deren Ergebnisse oft sehr variierend und nicht vorhersehbar waren.
Die einzuhaltenden pH-Wertbereiche sind zur Herstellung eines Aluminiumoxidsols 10 bis 12,5 für Antimonoxidsole
9,5 bis 10,5, für Molybdänoxidsole 2,5 bis 3,5, für Chromoxidsole3 bis 8,5für Zinndioxidsole 10,3 bis
10,8 und für Wolframoxidsole 0 bis 7. Die Einstellung des pH-Werts ist erforderlich für die Bildung des Sols
und zur Stabilisierung des gebildeten Sols, ohne daß es zu einer Agglomerierung oder einer Abscheidung an der
Anode kommt.
Die bevorzugte Eldtrodialysezelle zur Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens entspricht der Fig. 2, welche im Vertikalschnitt rautenförmig ist. Diese Form
ist besonders geeignet für die Anwendung von Kugeln zur Verhinderung der Abscheidung von Kieselsäure an der
Anode. Sie gestattet maximale Zirkulation der Kugeln, wobei sie in der Mitte der Zelle nach oben getragen
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werden und dann an den Seiten herunter fallen und dort wieder vom Anolyt aufgenommen werden. Dadurch kommt es
zu einem Maximum an Aufschlagwirkung der Kugeln an der Anode, so daß es auch bei höheren Stromdichten zu keiner
Kieselsaureabscheidung kommt.
Die Erfindung wird an folgenden Beispielen weiter erläutert.
In obiger Elektrolysezelle wurden 15 g Glasperlen mit einem Durchmesser von etwa 4 mm in der Anodenkammer
angewandt. Der Anolyt enthielt 1 Gew.-% SiO0, der Katho-
5 Gew.-#ige ά
lyt war eine Natronlauge. Der Anolyt hatte eine
Temperatur von etwa 600G. Die Elektrolyse wurde mit
einer Stromdichte von 3,875 A/dm (0,25 A/sq.in) begonnen. Die Anfangsspannung betrug etwa 4 V, der pH-Wert betrug
etwa 10,7. Die Elektrolyse wurde bei dieser Stromdichte fortgesetztjbis der pH-Wert auf etwa 8 gefallen war. Nun brauch
te die Zelle eine Spannung von 20 V. Der pH-Wert wurde nunmehr auf diesen Wert durch Zugabe von Natriumsilicat
in den Elektrolyt bei Bedarf gehalten. Die Einspeisung geschah in den Anolytkreislauf mit Hilfe einer Dosierpumpe.
Die Natriumsilicatkonzentration im Vorratsgefäß war etwa 10$ Peststoffe, entsprechend 29% SiO2. Wenn die
Spannung der Zelle auf etwa 15 V die Stromdichte
um etwa 2 A/dm erhöht und das System neuerlich stabilisert durch Zugabe von weiterem Natriumsilicat.
Die Stromdichte wurde weiter angehoben um etwa. 2 A/dm und der Anolyt stabilisiert!bis die Endstromdichte von
15»5 A/dm erreicht war. Die Dichte des Anolyten wurde bestimmt und al3 Angabe für den Gehalt an Kieselsol herangezogen.
Das obige System war 6 h in Betrieb t dann
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27123Q5
/If'
wurde der Anolyt ausgetragen. Er hatte eine Konzentration von etwa 305ε Kieselsäure. Die durchschnittliche
Größe der Kieselsäure war etwa 20 nra.
Nach Beispiel 1 wurde ein Kieselsol hergestellt, jedoch diesmal ohne der Anwendung von Glasperlen. Durch
sorgfältige Einhaltung des pH-Werts zwischen etwa 7,5 und 8,5 wurde die Abscheidung von Kieselsäure an der
Anode im wesentlichen vermieden. Insgesamt zeigte die Zelle hervorragende Betriebseigenschaften. Der Anolyt
hatte eine Konzentration an Kieselsol von etwa 30°' mit
einer durchschnittlichen Feinheit von etwa 20nm.
Die erfindungsgemäß erhaltenen Kieselsole hatten
ein weites Anwendungsgebiet, z.B. als Bindemittel für die Herstellung der Formen für die Prazisionsgießtechnik
sowie als Füllstoffe für Anstriche und Kunststoffe.
Beispfel 5
In obiger Elektrolysezelle mit einer "Nafion"-Membran
zwischen den Elektrodenkammern wurde ein Katholyt in Form einer 5$igen Natronlauge und ein
Anfangsanolyt in Form einer wässrigen Lösung von 25 g/l Na0SbO-, elektrolysiert und zwar bei einer Stromdichte
von etwa 2 A/dm und einem pH-Wert des Anolyten, der auf 10 stabilisiert war durch entsprechende Nachspeisung
einer Lösung enthaltend 50 g/l Na-SbO., zum Anolyt
und 400 g/l Natronlauge zum Katholyt. Die Natronlauge war erforderlich zur Einstellung des pH-Werts des
nachgespeisten Anolyts auf 10. Nach einer Betriebszeit
6 h erhielt man stabiles Antimonoxidsol mit einer
709839/0979
- 14 -
-H-
Teilchengröße von 15 nm.
Bei Wiederholung dieser Elektrolyse mit einem Anolyt von 50 g/l Na^SbO-? und der gleichen Lösung zur
Nachspeisung hatte der Anolyt einen pH-Wert von 2 und es bildete sich kein Sol.
Nach Beispiel 1 unter Verwendung einer beigen
Natronlauge ala Katholyt wurde ein Ausgangsanolyt in
Form einer 1}£igen NapMoO.-Lösung elektrolysiert und
zwar waren die beiden Elektrolyten auf 45°C erwärmt und die stromdichte auf 3»875 A/dm" eingestellt. Der
Ani'angs-pH-Wert des Anolyten war 5,5 und fiel ab auf
3, wo er durch Zugabe einer 20$igen Na^MoO.-Lösung
gehalten v/urde. Nach einer Betriebnzeit von 165 min erhielt man ein stabiles Holybdänoxidsol mit einer
Konzentration von 10$ und einer Teilchengröße von 13 nm.
ieser Versuch mit nur 30$iger Na0MoO^-Lo-
Nachspeisung ^A
Iyt-wiederholt, so erhielt man ein feines
Wurde diei
sung als Anolyt-Molybdänoxidsol. Wurde jedoch mit einer Anfangskonzentration von Y/o Na2MoO. ohne pH-Werteinstellung gearbeitet, so kam es zu keimr Solbildung und der pH-Wert ging von 6,6 auf 1,9. Wurde nun dieses Verfahren mit einer Anfangskonzentration von Na^MoO. ohne pH-Werteinstellung wiederholt, so führte dies zu keiner Solbildung und der pH-Wert lag zwischen 7,3 und 2.
sung als Anolyt-Molybdänoxidsol. Wurde jedoch mit einer Anfangskonzentration von Y/o Na2MoO. ohne pH-Werteinstellung gearbeitet, so kam es zu keimr Solbildung und der pH-Wert ging von 6,6 auf 1,9. Wurde nun dieses Verfahren mit einer Anfangskonzentration von Na^MoO. ohne pH-Werteinstellung wiederholt, so führte dies zu keiner Solbildung und der pH-Wert lag zwischen 7,3 und 2.
- 15 -
In Abwandlung des Beispiels 3 wurde eine ^i
Natronlauge als Katholyt und eine 1;£ige Na0GnO ^
1^ 2 als Anoiyt angewandt. Die Stromdichte war 3,875 A/dm und
der Ani'angs-pH-Wert II. Der pH-Wert stabilisierte öich auf 10,5 mit einer 20$igen Nachspeiselösung. Nach
3,i!5 h erhielt man ein Obiges stabiles ZinndJoxidsol
mit einer Feinheit von 75 nm.
mit einer Feinheit von 75 nm.
Bei einem Anoiyt von y/o Na2SnO7 ohne pH-Werteinstellung
kommt es zu keiner Solbildung und der pH-Wert liegt zwischen 12,4 und 11,6. Mit einem 4^igen Anoiyt
und einer Stromdichte von knapp 2 A/dm ohne pH-Wertregelung wird keine Solbildung beobachtet und der pH-Wert
liegt zwischen 11,4 und 10,8.
: J 7 9
L e e r s e i \ e
Claims (7)
- PatentansprücheVerfahren zur Herstellung eines Sol3 von Oxiden der Metalle Silicium, Aluminium, Antimon, Chrom, Mangan, Molybdän, Zinn oder Wolfram durch elektrolytische Überführung der Alkaliionen aus einer Lösung eines Alkalisalzes der Sauerstoffsäure dieser Elemente aus der Anodenkammer in die Kathodenkammer einer Elektrolysezelle und Verhinderung der Wanderung der Metalloxide in die Kathodenkammer durch eine Kationen-permeable Membran zwischen Anodenkammer und Kathodenkammer, dadurch gekennzeichnet , daß man den pH-Wert des Anolyten genau einstellt und gegebenenfalls eine Vielzahl von Teilchen in fluidisierter Bewegung im Anolyt hält, um durch deren Stoß an die Anode die Abscheidung der Oxide an der Anode zu verhindern.
- 2. VerfaJiren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß man als Katholyt eine Alkalilauge, insbesondere Natronlauge, verwendet.
- 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß man Natriumsilicat elektrodialysiert, vorzugsweise bei einer Temperatur von 60 bis 800C,und den pH-Wert auf 7,5 bis 8,5 einstellt.709839/0979ORIGINAL INSPECTED
- 4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß man eine wässrige Losungdia.
von Na^SbO-z elektroiysiert und den pH-Wert zwischen 9,5und 10,5 hält. - 5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß man eine wässrige Lösung von Na^MoO^ elektrodialysiert und den pH-Wert bei 2,5 bis 3,5 hält.
- 6. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß man eine wässrige Lösung von NapSnO-z elektrodialysiert und den pH-Wert zwischen
10,3 und 10,8 hält. - 7. Elektrodialysezelle zur Durchführung de3 Verfahrens nach Anspruch 1 bis 6, gekennzeichnet
durch einen rautenförmigen, vertikalen Querschnitt mit
Zulauf des Anolyts unten und Ablauf oben.709839/0 9 79
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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US66918876A | 1976-03-22 | 1976-03-22 |
Publications (1)
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---|---|
DE2712305A1 true DE2712305A1 (de) | 1977-09-29 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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FR (1) | FR2392139A1 (de) |
GB (1) | GB1545702A (de) |
Cited By (1)
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