JPH0570984A - 水酸化アルカリの製造方法 - Google Patents
水酸化アルカリの製造方法Info
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- JPH0570984A JPH0570984A JP25961091A JP25961091A JPH0570984A JP H0570984 A JPH0570984 A JP H0570984A JP 25961091 A JP25961091 A JP 25961091A JP 25961091 A JP25961091 A JP 25961091A JP H0570984 A JPH0570984 A JP H0570984A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】バイポーラ膜及び陽イオン交換膜を使用した電
気透析により、高電流効率で中性塩から高濃度の水酸化
アルカリを製造する。 【構成】陽イオン交換膜として製造する濃度と等しい濃
度の水酸化アルカリ水溶液中の含水率が３．０〜８．０
重量％の膜及びバイポーラ膜を使用した電気透析によ
り、芒硝等の中性塩から濃度２０重量％以上の水酸化ア
ルカリを８０％以上の高電流効率で製造する。
気透析により、高電流効率で中性塩から高濃度の水酸化
アルカリを製造する。 【構成】陽イオン交換膜として製造する濃度と等しい濃
度の水酸化アルカリ水溶液中の含水率が３．０〜８．０
重量％の膜及びバイポーラ膜を使用した電気透析によ
り、芒硝等の中性塩から濃度２０重量％以上の水酸化ア
ルカリを８０％以上の高電流効率で製造する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、バイポーラ膜及び陽イ
オン交換膜を使用した電気透析により、水を***（スプ
リット）させ、中性塩から高電流効率の高濃度の水酸化
アルカリを製造する方法に関するものである。
オン交換膜を使用した電気透析により、水を***（スプ
リット）させ、中性塩から高電流効率の高濃度の水酸化
アルカリを製造する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】陰イオン交換膜と陽イオン交換膜の複層
膜、いわゆるバイポーラ膜は、陰イオン交換層を陽極側
に、陽イオン交換層を陰極側にして電流を印加せしめる
と、水が***（スプリット）して水素イオンと水酸イオ
ンに解離することは、Fritteが1956年（J. Phys. Chem
）に報告している。このバイポーラ膜（水スプリッタ
ー）と陽イオン交換膜、更に必要に応じて陰イオン交換
膜を一ユニットにして電気透析することにより中性塩が
分解し、酸とアルカリが容易に生成される。この中性塩
からの酸及び／またはアルカリの生成方法については数
多くの提案がされている。
膜、いわゆるバイポーラ膜は、陰イオン交換層を陽極側
に、陽イオン交換層を陰極側にして電流を印加せしめる
と、水が***（スプリット）して水素イオンと水酸イオ
ンに解離することは、Fritteが1956年（J. Phys. Chem
）に報告している。このバイポーラ膜（水スプリッタ
ー）と陽イオン交換膜、更に必要に応じて陰イオン交換
膜を一ユニットにして電気透析することにより中性塩が
分解し、酸とアルカリが容易に生成される。この中性塩
からの酸及び／またはアルカリの生成方法については数
多くの提案がされている。
【０００３】一方、上記バイポーラ膜と陽イオン交換
膜、更に必要に応じて陰イオン交換膜を用いて電気透析
することにより、酸及び／またはアルカリを生成する方
法は、フッ素化合物の製造の際の副生塩からのフッ酸の
回収として特公昭56-49842号公報に開示され、また、レ
ーヨン紡糸浴中のアルカリ金属硫酸塩からの硫酸及びア
ルカリの回収として、特公昭63-18669号公報に開示され
ている。更に、鉱酸／金属塩類含有酸廃液からの酸及び
アルカリの回収として特公昭63-291608 号公報に開示さ
れている。
膜、更に必要に応じて陰イオン交換膜を用いて電気透析
することにより、酸及び／またはアルカリを生成する方
法は、フッ素化合物の製造の際の副生塩からのフッ酸の
回収として特公昭56-49842号公報に開示され、また、レ
ーヨン紡糸浴中のアルカリ金属硫酸塩からの硫酸及びア
ルカリの回収として、特公昭63-18669号公報に開示され
ている。更に、鉱酸／金属塩類含有酸廃液からの酸及び
アルカリの回収として特公昭63-291608 号公報に開示さ
れている。
【０００４】しかしながら、これらの従来例に用いられ
ている酸及び／またはアルカリを回収する場合、アルカ
リの濃度が２０重量％以上になると、電流効率が低下し
てしまう。このため、高濃度のアルカリを回収する場合
には運転できず効率的上に問題があるばかりでなく、場
合により全く適用できないという問題があった。
ている酸及び／またはアルカリを回収する場合、アルカ
リの濃度が２０重量％以上になると、電流効率が低下し
てしまう。このため、高濃度のアルカリを回収する場合
には運転できず効率的上に問題があるばかりでなく、場
合により全く適用できないという問題があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来のバイ
ポーラ膜を使用した中性塩からの水酸化アルカリの製造
方法の欠点であったアルカリの濃度の制約を取り除き、
高濃度の水酸化アルカリを高電流効率で製造できる電気
透析による中性塩からの高濃度の水酸化アルカリの製造
方法を提供するものである。
ポーラ膜を使用した中性塩からの水酸化アルカリの製造
方法の欠点であったアルカリの濃度の制約を取り除き、
高濃度の水酸化アルカリを高電流効率で製造できる電気
透析による中性塩からの高濃度の水酸化アルカリの製造
方法を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、バイポーラ膜
及び陽イオン交換膜を使用した電気透析による中性塩か
らの水酸化アルカリの製造方法において、陽イオン交換
膜として製造する濃度と等しい濃度の水酸化アルカリ水
溶液中において含水率3.0 〜8.0 重量％、好ましくは4.
0 〜6.0 重量％という小さい値を有する陽イオン交換膜
を使用することを特徴とする高濃度の水酸化アルカリの
製造方法にある。本発明者によれば、バイポーラ膜及び
陽イオン交換膜を使用する電気透析法では得られなかっ
た濃度２０重量％を越える水酸化アルカリが、８０％以
上の高電流効率で得られる。
及び陽イオン交換膜を使用した電気透析による中性塩か
らの水酸化アルカリの製造方法において、陽イオン交換
膜として製造する濃度と等しい濃度の水酸化アルカリ水
溶液中において含水率3.0 〜8.0 重量％、好ましくは4.
0 〜6.0 重量％という小さい値を有する陽イオン交換膜
を使用することを特徴とする高濃度の水酸化アルカリの
製造方法にある。本発明者によれば、バイポーラ膜及び
陽イオン交換膜を使用する電気透析法では得られなかっ
た濃度２０重量％を越える水酸化アルカリが、８０％以
上の高電流効率で得られる。
【０００７】本発明において製造する濃度と等しい濃度
の水酸化アルカリ中での含水率とは、陽イオン交換膜を
かかる濃度の水酸化アルカリ水溶液中に16時間浸漬し、
25℃に冷却後、膜表面の水酸化アルカリ水溶液を拭き取
った後の重量をａｇ、その膜を90℃のイオン交換水に16
時間浸漬した後、130 ℃で16時間真空乾燥した後の重量
をｂｇとしたとき、以下の式で算出される値をいう。 含水率（％）＝｛（ａ−ｂ）／ｂ｝×100
の水酸化アルカリ中での含水率とは、陽イオン交換膜を
かかる濃度の水酸化アルカリ水溶液中に16時間浸漬し、
25℃に冷却後、膜表面の水酸化アルカリ水溶液を拭き取
った後の重量をａｇ、その膜を90℃のイオン交換水に16
時間浸漬した後、130 ℃で16時間真空乾燥した後の重量
をｂｇとしたとき、以下の式で算出される値をいう。 含水率（％）＝｛（ａ−ｂ）／ｂ｝×100
【０００８】本発明の方法において、バイポーラ膜及び
陽イオン交換膜を使用した電気透析により高濃度の水酸
化アルカリを製造する場合、好ましくは図１または図２
に示した原理の電気透析槽が使用される。
陽イオン交換膜を使用した電気透析により高濃度の水酸
化アルカリを製造する場合、好ましくは図１または図２
に示した原理の電気透析槽が使用される。
【０００９】図１においては、陽，陰極間に、バイポー
ラ膜Ｓを中心に、陽極側には陽イオン交換膜Ｃが配置さ
れ、陰極側には陰イオン交換膜Ａが配置され、これで１
ユニットが形成される。かくして、形成される電気透析
槽の陽イオン交換膜の陽極側の画室及び陰イオン交換膜
の陰極側の画室にはいずれも中性塩（図１では芒硝）が
供給され、他の画室には適宜の電解質水溶液を供給して
通電する。かくすることにより、バイポーラ膜Ｓと陽イ
オン交換膜Ｃとにより形成される画室には水酸化アルカ
リ（図１では水酸化ナトリウム）が製造され、バイポー
ラ膜Ｓと陰イオン交換膜とによって形成される画室には
酸（図１では硫酸）が形成される。図１では、陽，陰極
間に１ユニットを形成したものを例示したが、通常は好
ましくは５〜５０ユニットが形成される。
ラ膜Ｓを中心に、陽極側には陽イオン交換膜Ｃが配置さ
れ、陰極側には陰イオン交換膜Ａが配置され、これで１
ユニットが形成される。かくして、形成される電気透析
槽の陽イオン交換膜の陽極側の画室及び陰イオン交換膜
の陰極側の画室にはいずれも中性塩（図１では芒硝）が
供給され、他の画室には適宜の電解質水溶液を供給して
通電する。かくすることにより、バイポーラ膜Ｓと陽イ
オン交換膜Ｃとにより形成される画室には水酸化アルカ
リ（図１では水酸化ナトリウム）が製造され、バイポー
ラ膜Ｓと陰イオン交換膜とによって形成される画室には
酸（図１では硫酸）が形成される。図１では、陽，陰極
間に１ユニットを形成したものを例示したが、通常は好
ましくは５〜５０ユニットが形成される。
【００１０】図２においては、陽，陰極間に、バイポー
ラ膜Ｓを中心に、その陽極側及び陰極側にいずれも陽イ
オン交換膜Ｃを配置して１ユニットが形成される。かく
して形成される電気透析槽のバイポーラ膜Ｓの陰極側の
画室及び陽イオン交換膜の陽極側の画室にはいずれも中
性塩（図２の場合は芒硝）を供給し、残りの画室には適
宜の電解質水溶液を供給して通電する。
ラ膜Ｓを中心に、その陽極側及び陰極側にいずれも陽イ
オン交換膜Ｃを配置して１ユニットが形成される。かく
して形成される電気透析槽のバイポーラ膜Ｓの陰極側の
画室及び陽イオン交換膜の陽極側の画室にはいずれも中
性塩（図２の場合は芒硝）を供給し、残りの画室には適
宜の電解質水溶液を供給して通電する。
【００１１】かくすることによりバイポーラ膜Ｓの陽極
側で陽イオン交換膜の陰極側の画室にはアルカリ（図２
では水酸化ナトリウム）が製造される。図２には、陽，
陰極間に、１ユニットを形成したものを例示したが、通
常は好ましくは５〜５０ユニットが形成される。
側で陽イオン交換膜の陰極側の画室にはアルカリ（図２
では水酸化ナトリウム）が製造される。図２には、陽，
陰極間に、１ユニットを形成したものを例示したが、通
常は好ましくは５〜５０ユニットが形成される。
【００１２】本発明において使用されるバイポーラ膜
は、陽イオン交換膜と陰イオン交換膜との界面に薄い水
の層が存在し、通電により水が***（スプリット）する
機能を有する限り、いずれの膜も使用できる。バイポー
ラ膜は、好ましくは陽イオン交換膜と陰イオン交換膜を
密着することにより製造されるが、その好ましい例とし
ては、特公昭59−47235 号、特表平１−502673号、特開
平２−166128号の各公報などに示されるものが使用され
る。
は、陽イオン交換膜と陰イオン交換膜との界面に薄い水
の層が存在し、通電により水が***（スプリット）する
機能を有する限り、いずれの膜も使用できる。バイポー
ラ膜は、好ましくは陽イオン交換膜と陰イオン交換膜を
密着することにより製造されるが、その好ましい例とし
ては、特公昭59−47235 号、特表平１−502673号、特開
平２−166128号の各公報などに示されるものが使用され
る。
【００１３】上記図１及び図２のようなバイポーラ膜及
び陽イオン交換膜を使用する電気透析により水酸化アル
カリを製造する場合、陽イオン交換膜の電気透析におけ
る挙動は、本発明者の研究によると、その中性塩側とア
ルカリ側では大きく異なることが見出された。即ち、陽
イオン交換膜の電気透析における性能は、かかる膜と接
触する中性塩側よりはむしろアルカリ側の濃度によって
大きく影響され、優れた電気透析性能すなわち高い電流
効率を得るためには、膜は製造する濃度と等しい濃度の
水酸化アルカリ水溶液中における含水率が特定の小さい
値を有すれば良いことが見いだされた。膜の含水率を小
さくすることにより陽イオン交換基が局部的に集中した
構造となり、ＯＨ- の排除性が大きくなり電流効率が増
大するものと考えられる。
び陽イオン交換膜を使用する電気透析により水酸化アル
カリを製造する場合、陽イオン交換膜の電気透析におけ
る挙動は、本発明者の研究によると、その中性塩側とア
ルカリ側では大きく異なることが見出された。即ち、陽
イオン交換膜の電気透析における性能は、かかる膜と接
触する中性塩側よりはむしろアルカリ側の濃度によって
大きく影響され、優れた電気透析性能すなわち高い電流
効率を得るためには、膜は製造する濃度と等しい濃度の
水酸化アルカリ水溶液中における含水率が特定の小さい
値を有すれば良いことが見いだされた。膜の含水率を小
さくすることにより陽イオン交換基が局部的に集中した
構造となり、ＯＨ- の排除性が大きくなり電流効率が増
大するものと考えられる。
【００１４】本発明において、バイポーラ膜とともに使
用される上記物性を有する好ましい陽イオン交換膜とし
ては、CF2=CF{OCF2CF(CF3)}mO(CF2)nCOOR （ｍは、０ま
たは１、ｎは１〜５、Ｒは炭素数１〜１０のアルキル基
を示す）で表される繰り返し単位を含む、カルボン酸基
を有するパーフルオロ重合体膜が耐アルカリ性にも優れ
ており好ましい。かかる重合体膜としては、上記繰り返
し単位を形成する単量体とテトラフルオロエチレンとの
共重合体膜であって、イオン交換容量は0.5 〜1.5 ミリ
当量／乾燥樹脂を有するものが好ましい。イオン交換容
量が0.5 ミリ当量／乾燥樹脂以下でも1.5 ミリ当量／乾
燥樹脂以上でも、製造される濃度の水酸化アルカリ水溶
液において含水率が3.0 〜8.0 重量％の値とならず、高
い電流効率でアルカリを生成することはできないので好
ましくない。
用される上記物性を有する好ましい陽イオン交換膜とし
ては、CF2=CF{OCF2CF(CF3)}mO(CF2)nCOOR （ｍは、０ま
たは１、ｎは１〜５、Ｒは炭素数１〜１０のアルキル基
を示す）で表される繰り返し単位を含む、カルボン酸基
を有するパーフルオロ重合体膜が耐アルカリ性にも優れ
ており好ましい。かかる重合体膜としては、上記繰り返
し単位を形成する単量体とテトラフルオロエチレンとの
共重合体膜であって、イオン交換容量は0.5 〜1.5 ミリ
当量／乾燥樹脂を有するものが好ましい。イオン交換容
量が0.5 ミリ当量／乾燥樹脂以下でも1.5 ミリ当量／乾
燥樹脂以上でも、製造される濃度の水酸化アルカリ水溶
液において含水率が3.0 〜8.0 重量％の値とならず、高
い電流効率でアルカリを生成することはできないので好
ましくない。
【００１５】さらに、別の好ましい陽イオン交換膜とし
ては、-{CH2-CH2}p-{CH2-CX(COOY)}q-（X は-Hまたは-C
H3、Y は-Hまたはアルカリ金属またはアルカリ土類金
属、p/q=0.2 〜0.15）で表されるエチレンとアクリル酸
もしくはメタクリル酸またはその塩との共重合体からな
りイオン交換容量が1.0 〜2.0 ミリ当量／グラム乾燥樹
脂を有する膜を用いることができる。
ては、-{CH2-CH2}p-{CH2-CX(COOY)}q-（X は-Hまたは-C
H3、Y は-Hまたはアルカリ金属またはアルカリ土類金
属、p/q=0.2 〜0.15）で表されるエチレンとアクリル酸
もしくはメタクリル酸またはその塩との共重合体からな
りイオン交換容量が1.0 〜2.0 ミリ当量／グラム乾燥樹
脂を有する膜を用いることができる。
【００１６】また水酸化カリウムを製造する場合には、
陽イオン交換膜として、CF2=CF{OCF2CF(CF3)}mO(CF2)nS
O2F （ｍ，ｎは、上記と同じ）で表される繰り返し単位
を含む、スルホン酸基を官能基とするパーフルオロ重合
体膜を用いることが好ましい。かかる重合体膜として
は、上記繰り返し単位を形成する単量体とテトラフルオ
ロエチレンとの共重合体膜であってイオン交換容量が0.
8 〜1.3 ミリ当量／グラム乾燥樹脂を有するものが好ま
しい。
陽イオン交換膜として、CF2=CF{OCF2CF(CF3)}mO(CF2)nS
O2F （ｍ，ｎは、上記と同じ）で表される繰り返し単位
を含む、スルホン酸基を官能基とするパーフルオロ重合
体膜を用いることが好ましい。かかる重合体膜として
は、上記繰り返し単位を形成する単量体とテトラフルオ
ロエチレンとの共重合体膜であってイオン交換容量が0.
8 〜1.3 ミリ当量／グラム乾燥樹脂を有するものが好ま
しい。
【００１７】本発明で使用される陽イオン交換膜は必要
に応じて、製膜時にポリエチレン、ポリプロピレン、ポ
リテトラフルオロエチレンまたはエチレンとテトラフル
オロエチレンとの共重合体等の重合体をブレンドして補
強することもできる。また上記の重合体からなる織布、
不織布あるいはフィルムからなる支持体を挿入積層し、
膜を補強することができる。
に応じて、製膜時にポリエチレン、ポリプロピレン、ポ
リテトラフルオロエチレンまたはエチレンとテトラフル
オロエチレンとの共重合体等の重合体をブレンドして補
強することもできる。また上記の重合体からなる織布、
不織布あるいはフィルムからなる支持体を挿入積層し、
膜を補強することができる。
【００１８】本発明で使用される陽イオン交換膜の厚さ
は、好ましくは５μｍ以上、特には10〜200 μｍであ
る。膜厚が薄いと、十分な電流効率が得られず、またあ
まり厚いと膜の電気抵抗が大きくなり好ましくない。
は、好ましくは５μｍ以上、特には10〜200 μｍであ
る。膜厚が薄いと、十分な電流効率が得られず、またあ
まり厚いと膜の電気抵抗が大きくなり好ましくない。
【００１９】本発明において、バイポーラ膜および陽イ
オン交換膜とともに、必要に応じて使用される陰イオン
交換膜としては、いずれの陰イオン交換膜でも使用でき
るが、なかでも、Ｈ+ の透過性が小さい膜を使用するの
が好ましい。かくすることにより、高濃度の酸を製造す
ることができる。一方、Ｈ+ の透過性が大きい陰イオン
交換膜を用いた場合や、製造する酸の濃度が大きい場合
には、Ｈ+ は陰イオン交換膜を透過して中性塩室へと移
動し、結果として中性塩室のpHを低下せしめる。かかる
場合、カルボン酸基を陽イオン交換基とする陽イオン交
換膜は、このような、pHが低い強酸性雰囲気下では十分
に解離せず、陽イオン交換膜の電気抵抗が増加する。こ
れを防ぐために上記スルホン酸基を有する重合体膜を中
性塩室側に積層することが好ましい。
オン交換膜とともに、必要に応じて使用される陰イオン
交換膜としては、いずれの陰イオン交換膜でも使用でき
るが、なかでも、Ｈ+ の透過性が小さい膜を使用するの
が好ましい。かくすることにより、高濃度の酸を製造す
ることができる。一方、Ｈ+ の透過性が大きい陰イオン
交換膜を用いた場合や、製造する酸の濃度が大きい場合
には、Ｈ+ は陰イオン交換膜を透過して中性塩室へと移
動し、結果として中性塩室のpHを低下せしめる。かかる
場合、カルボン酸基を陽イオン交換基とする陽イオン交
換膜は、このような、pHが低い強酸性雰囲気下では十分
に解離せず、陽イオン交換膜の電気抵抗が増加する。こ
れを防ぐために上記スルホン酸基を有する重合体膜を中
性塩室側に積層することが好ましい。
【００２０】上記積層膜を得る方法としては、それぞれ
の重合体膜を加圧熱融着させる方法、或いはどちらか一
方の重合体膜にもう一方の重合体溶液をキャストし膜を
形成させる方法などが採用される。
の重合体膜を加圧熱融着させる方法、或いはどちらか一
方の重合体膜にもう一方の重合体溶液をキャストし膜を
形成させる方法などが採用される。
【００２１】積層するスルホン酸型パーフルオロ重合体
膜の厚さは、好ましくは５〜200 μｍ、特には10〜100
μｍである。あまり薄いと積層の効果が十分ではなく、
逆に厚すぎると膜の電気抵抗が大きくなり好ましくな
い。
膜の厚さは、好ましくは５〜200 μｍ、特には10〜100
μｍである。あまり薄いと積層の効果が十分ではなく、
逆に厚すぎると膜の電気抵抗が大きくなり好ましくな
い。
【００２２】本発明の水酸化アルカリの製造に使用され
る原料化合物としては、水溶液中でイオンに解離される
電解質で、かつ対応するカチオンの水酸化物またはアニ
オンの水素イオン化合物が溶解性の良いものであれば使
用できる。その例としてはアルカリ金属の塩、アミン類
の塩化合物、アンモニウムの塩等が挙げられる。本発明
による具体的例としては芒硝から苛性ソーダと塩酸を、
食塩から苛性ソーダと硫酸を合成するなどの中性塩の複
分解による水酸化アルカリ、酸の合成、また金属精錬で
排出される廃酸塩液処理や、廃煙脱硫処理等の亜硫酸ガ
ス吸収液の処理あるいは繊維加工からのアルカリ廃液な
どからの水酸化アルカリ回収処理システムとして使用す
ることができる。
る原料化合物としては、水溶液中でイオンに解離される
電解質で、かつ対応するカチオンの水酸化物またはアニ
オンの水素イオン化合物が溶解性の良いものであれば使
用できる。その例としてはアルカリ金属の塩、アミン類
の塩化合物、アンモニウムの塩等が挙げられる。本発明
による具体的例としては芒硝から苛性ソーダと塩酸を、
食塩から苛性ソーダと硫酸を合成するなどの中性塩の複
分解による水酸化アルカリ、酸の合成、また金属精錬で
排出される廃酸塩液処理や、廃煙脱硫処理等の亜硫酸ガ
ス吸収液の処理あるいは繊維加工からのアルカリ廃液な
どからの水酸化アルカリ回収処理システムとして使用す
ることができる。
【００２３】以下実施例により本発明を説明するが、か
かる実施例により本発明が制限されるものではない。
かる実施例により本発明が制限されるものではない。
【００２４】
［実施例１］イオン交換容量1.25ミリ当量／ｇ乾燥樹脂
のCF2=CF2 とCF2=CFO(CF2)3COOCH3との共重合体を膜厚5
0μｍにフィルム化した。該フィルム膜を25重量％の水
酸化ナトリウム水溶液に浸漬し、70℃で16時間加水分解
処理し、カルボン酸型パーフルオロ陽イオン交換膜を得
た。
のCF2=CF2 とCF2=CFO(CF2)3COOCH3との共重合体を膜厚5
0μｍにフィルム化した。該フィルム膜を25重量％の水
酸化ナトリウム水溶液に浸漬し、70℃で16時間加水分解
処理し、カルボン酸型パーフルオロ陽イオン交換膜を得
た。
【００２５】一方、旭硝子社の陰イオン交換膜セレミオ
ンＡＭＰ（スチレン−ジビニルゼンゼン共重合体系、イ
オン交換容量 2.1ミリ当量／ｇ乾燥樹脂、厚さ 120μ
ｍ）にCF2=CF2 とCF2=CFOCF2CFCF3OCF2CF2SO2Fの共重合
体（イオン交換容量 1.1ミリ当量／ｇ乾燥樹脂）の１０
％のエタノール溶液を流延展した後、110 ℃で３０分乾
燥して陽イオン交換膜（厚さ３０μｍ）を形成させ、バ
イポーラ膜を得た。また、陰イオン交換膜として旭硝子
社のセレミオンＡＡＶ（スチレン−ジビニルゼンゼン共
重合体系、イオン交換容量 1.8ミリ当量／ｇ乾燥樹脂、
厚さ 115μｍ）を用いた。
ンＡＭＰ（スチレン−ジビニルゼンゼン共重合体系、イ
オン交換容量 2.1ミリ当量／ｇ乾燥樹脂、厚さ 120μ
ｍ）にCF2=CF2 とCF2=CFOCF2CFCF3OCF2CF2SO2Fの共重合
体（イオン交換容量 1.1ミリ当量／ｇ乾燥樹脂）の１０
％のエタノール溶液を流延展した後、110 ℃で３０分乾
燥して陽イオン交換膜（厚さ３０μｍ）を形成させ、バ
イポーラ膜を得た。また、陰イオン交換膜として旭硝子
社のセレミオンＡＡＶ（スチレン−ジビニルゼンゼン共
重合体系、イオン交換容量 1.8ミリ当量／ｇ乾燥樹脂、
厚さ 115μｍ）を用いた。
【００２６】バイポーラ膜の陰イオン交換層を陽極側
に、陽イオン交換層を陰極側になるようにして、図１−
ａに示すように、陽極室／陰イオン交換膜／中性塩室／
陽イオン交換膜／アルカリ生成室／バイポーラ膜／酸生
成室／陰イオン交換膜／中性塩室／陰極室の順に電気透
析槽を組み上げた。各室の厚さは１cmとした。ついで両
極室及び中性塩室に15重量％の硫酸ナトリウム水溶液
を、アルカリ生成室には35重量％の水酸化ナトリウム水
溶液を、酸生成室には１規定の硫酸水溶液を満たした。
電流密度10A ／dm2の直流電流を流し、電気透析を実施
した。アルカリ生成室で生成した水酸化アルカリ量を求
めて電流効率を算出した。アルカリ生成の電流効率を、
35重量％の水酸化ナトリウム水溶液中における該陽イオ
ン交換膜の含水率とともに表１に示す。
に、陽イオン交換層を陰極側になるようにして、図１−
ａに示すように、陽極室／陰イオン交換膜／中性塩室／
陽イオン交換膜／アルカリ生成室／バイポーラ膜／酸生
成室／陰イオン交換膜／中性塩室／陰極室の順に電気透
析槽を組み上げた。各室の厚さは１cmとした。ついで両
極室及び中性塩室に15重量％の硫酸ナトリウム水溶液
を、アルカリ生成室には35重量％の水酸化ナトリウム水
溶液を、酸生成室には１規定の硫酸水溶液を満たした。
電流密度10A ／dm2の直流電流を流し、電気透析を実施
した。アルカリ生成室で生成した水酸化アルカリ量を求
めて電流効率を算出した。アルカリ生成の電流効率を、
35重量％の水酸化ナトリウム水溶液中における該陽イオ
ン交換膜の含水率とともに表１に示す。
【００２７】［実施例２］陽イオン交換膜として、エチ
レンとアクリル酸の共重合体、1.5 ミリ当量／グラム乾
燥樹脂、厚さ 100μｍ）を用いた他は、実施例１と同様
に電気透析を行った。結果を表１に示す。
レンとアクリル酸の共重合体、1.5 ミリ当量／グラム乾
燥樹脂、厚さ 100μｍ）を用いた他は、実施例１と同様
に電気透析を行った。結果を表１に示す。
【００２８】［実施例３］イオン交換容量0.91ミリ当量
／グラム乾燥樹脂のCF2=CF2 とCF2=CFOCF2CF(CF3)(CF2)
2SO2F との共重合体を膜厚５０μｍにフィルム化した。
該フィルムを11重量％の水酸化カリウムと３０重量％ジ
メチルスルホキシドを含む水溶液中に９０℃で１時間浸
漬することにより加水分解処理し、スルホン酸型パーフ
ルオロ陽イオン交換膜を得た。該陽イオン交換膜を用
い、中性塩室に15重量％の塩化カリウム水溶液、アルカ
リ生成室に35重量％水酸化カリウム水溶液、酸室に１規
定塩酸水溶液をそれぞれ満たし、実施例１と同様に電気
透析を行った。結果を表１に示す。
／グラム乾燥樹脂のCF2=CF2 とCF2=CFOCF2CF(CF3)(CF2)
2SO2F との共重合体を膜厚５０μｍにフィルム化した。
該フィルムを11重量％の水酸化カリウムと３０重量％ジ
メチルスルホキシドを含む水溶液中に９０℃で１時間浸
漬することにより加水分解処理し、スルホン酸型パーフ
ルオロ陽イオン交換膜を得た。該陽イオン交換膜を用
い、中性塩室に15重量％の塩化カリウム水溶液、アルカ
リ生成室に35重量％水酸化カリウム水溶液、酸室に１規
定塩酸水溶液をそれぞれ満たし、実施例１と同様に電気
透析を行った。結果を表１に示す。
【００２９】［比較例１］陽イオン交換膜として、CF2=
CF2 とCF2=CFOCF2CFCF3OCF2CF2SO2Fとの共重合体からな
り、イオン交換容量0.91ミリ／ｇ乾燥樹脂、厚み 140μ
ｍ膜を使用し、実施例１と同様に電気透析を行った。結
果を表１に示す。
CF2 とCF2=CFOCF2CFCF3OCF2CF2SO2Fとの共重合体からな
り、イオン交換容量0.91ミリ／ｇ乾燥樹脂、厚み 140μ
ｍ膜を使用し、実施例１と同様に電気透析を行った。結
果を表１に示す。
【００３０】
【表１】
【００３１】［実施例４］イオン交換容量1.25ミリ当量
／グラム乾燥樹脂のCF2=CF2 とCF2=CFO(CF2)3COOCH3 と
の共重合体を膜厚50μｍにフィルム化した。また、イオ
ン交換容量0.91ミリ当量／グラム乾燥樹脂のCF2=CF2 と
CF2=CFOCF2CF(CF3)(CF2)2SO2F との共重合体を膜厚20μ
ｍにフィルム化した。これらの膜を200 ℃で加圧し熱融
着させ、複合膜を得た。該膜を25重量％の水酸化ナトリ
ウム水溶液中に、７０℃で１６時間浸漬することにより
加水分解処理し、パーフルオロ陽イオン交換膜を得た。
／グラム乾燥樹脂のCF2=CF2 とCF2=CFO(CF2)3COOCH3 と
の共重合体を膜厚50μｍにフィルム化した。また、イオ
ン交換容量0.91ミリ当量／グラム乾燥樹脂のCF2=CF2 と
CF2=CFOCF2CF(CF3)(CF2)2SO2F との共重合体を膜厚20μ
ｍにフィルム化した。これらの膜を200 ℃で加圧し熱融
着させ、複合膜を得た。該膜を25重量％の水酸化ナトリ
ウム水溶液中に、７０℃で１６時間浸漬することにより
加水分解処理し、パーフルオロ陽イオン交換膜を得た。
【００３２】上記複合膜を実施例１における陽イオン交
換膜の代りに使用し、複合膜のスルホン酸基を中性塩室
側に、カルボン酸基をアルカリ生成室に向け、そのほか
は実施例１と同様に電気透析槽を組み上げた。酸生成室
には５規定の硫酸水溶液を満たし、その他は実施例１と
同様に電気透析を行った。電気透析２時間後の中性塩室
のpHは1.4 、陽イオン交換膜の電圧降下は0.21Ｖであっ
た。
換膜の代りに使用し、複合膜のスルホン酸基を中性塩室
側に、カルボン酸基をアルカリ生成室に向け、そのほか
は実施例１と同様に電気透析槽を組み上げた。酸生成室
には５規定の硫酸水溶液を満たし、その他は実施例１と
同様に電気透析を行った。電気透析２時間後の中性塩室
のpHは1.4 、陽イオン交換膜の電圧降下は0.21Ｖであっ
た。
【００３３】［比較例２］陽イオン交換膜として、実施
例１で用いたカルボン酸型パーフルオロ陽イオン交換膜
を用い、実施例４と同様に電気透析を行った。電気透析
２時間後の中性塩室のpHは1.4 、陽イオン交換膜の電圧
降下は5.34Ｖであった。
例１で用いたカルボン酸型パーフルオロ陽イオン交換膜
を用い、実施例４と同様に電気透析を行った。電気透析
２時間後の中性塩室のpHは1.4 、陽イオン交換膜の電圧
降下は5.34Ｖであった。
【００３４】
【発明の効果】本発明によれば、芒硝などの中性塩から
２０重量％以上の高濃度の水酸化アルカリを電流効率８
０％以上で効率的に製造できる。
２０重量％以上の高濃度の水酸化アルカリを電流効率８
０％以上で効率的に製造できる。
【図１】本発明の方法を実施するための電気透析槽の概
略図
略図
【図２】本発明の方法を実施するための別の電気透析槽
の概略図
の概略図
Ａ 陰イオン交換膜 Ｃ 陽イオン交換膜 Ｓ バイポーラ膜
Claims (6)
- 【請求項１】バイポーラ膜及び陽イオン交換膜を使用し
た電気透析による中性塩からの水酸化アルカリの製造方
法において、陽イオン交換膜として、製造する濃度と等
しい濃度の水酸化アルカリ水溶液中において3.0 〜8.0
重量％の含水率を有する陽イオン交換膜を使用すること
を特徴とする水酸化アルカリの製造方法。 - 【請求項２】陽イオン交換膜が、カルボン酸基を有しか
つイオン交換容量が0.5 〜1.5 ミリ当量／グラム乾燥樹
脂を有するパーフルオロ重合体膜である請求項１の製造
方法。 - 【請求項３】陽イオン交換膜が、イオン交換容量が1.0
〜2.0ミリ当量／グラム乾燥樹脂を有するエチレンとア
クリル酸もしくはメタクリル酸またはその塩との共重合
体膜である請求項１の製造方法。 - 【請求項４】水酸化アルカリが水酸化カリウムである場
合において、陽イオン交換膜が、スルホン酸基を有し、
かつイオン交換容量が0.8 〜1.3 ミリ当量／グラム乾燥
樹脂を有するパーフルオロ重合体膜である請求項１の製
造方法。 - 【請求項５】陽イオン交換膜が、スルホン酸基を有する
パーフルオロ重合体膜とカルボン酸基を有するパーフル
オロ重合体膜との積層膜である請求項１の製造方法。 - 【請求項６】陽イオン交換膜が、スルホン酸基を有する
パーフルオロ重合体膜と、エチレンとアクリル酸もしく
はメタクリル酸またはその塩との共重合体膜との積層膜
である請求項１の製造方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25961091A JP3226306B2 (ja) | 1991-09-11 | 1991-09-11 | 水酸化アルカリの製造方法 |
| EP92115507A EP0531999A1 (en) | 1991-09-11 | 1992-09-10 | Method for producing an acid and/or alkali metal hydroxide |
| US08/183,233 US5397445A (en) | 1991-09-11 | 1994-01-19 | Method for producing an acid and/or alkali metal hydroxide |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25961091A JP3226306B2 (ja) | 1991-09-11 | 1991-09-11 | 水酸化アルカリの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0570984A true JPH0570984A (ja) | 1993-03-23 |
| JP3226306B2 JP3226306B2 (ja) | 2001-11-05 |
Family
ID=17336479
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25961091A Expired - Fee Related JP3226306B2 (ja) | 1991-09-11 | 1991-09-11 | 水酸化アルカリの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3226306B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005511074A (ja) * | 2001-12-10 | 2005-04-28 | イーメンブレン インコーポレーティッド | 機能化材料およびそのライブラリー |
-
1991
- 1991-09-11 JP JP25961091A patent/JP3226306B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005511074A (ja) * | 2001-12-10 | 2005-04-28 | イーメンブレン インコーポレーティッド | 機能化材料およびそのライブラリー |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3226306B2 (ja) | 2001-11-05 |
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |