[发明专利]一种电解输入氧化性物质的方法

说明书

本发明涉及的一种电解输入氧化性物质的方法属于电化学领域。

电化学反应方法目前在国内外已被广泛地应用于工业生产中，如制取烧碱等行业均早已应用。生产时一般采用电解槽，槽内加有两个碳棒作为电极，电极浸泡在电解质中，电极和外加电源相连，接通外加电源时，电解质被电解，在两个电极处分别析出不同的物质。用此方法所需要的电压比较高，耗电量比较大，在反应的过程中，有时电解出的气体如氯气和氢气不慎混合而会发生爆炸。若有氢气生成，便造成了工业储备的不便和困难。

本发明的目的就是要克服现有技术中的不足，使电解反应能在较低的直流电压下，安全，适用地生产出所需要的产品。

本发明涉及的一种电解输入氧化性物质的方法与上述电解方法不同，它不仅有电解槽内的电解质参加电解反应，而且有从入口处输入的氧化性物质作为反应物，在外加电源的作用下变成离子进入电解质中，参加电解反应。

本发明主要由七个部分组成(如图)，反应物1，生成物2，活性电极3，惰性电极4，电解质5，直流电源6，隔离膜7。

反应物1一般为具有氧化性物质或某种含有氧化性物质的混合物。当接通直流电源6时，此时反应物1由入口处进入电解槽，首先和活性电极3接触，此时反应物1获得电子成为离子而进入电解质5中，经过电化学反应后，所产生的阴离子在惰性电极4上电解析出，成为生成物2。

在本发明中活性电极3具有一定的活性和催化性，选择了能加速吸收相应氧化性物质并能促进其反应的材料制成，活性电极3具有一定的活性和催化性，如活性碳或镍材料，它的选用随反应物1的不同而不同。惰性电极4选择了不易被氧化并可促进电解质中阴离子电解析出的导电材料制成，如石墨或钛材料。

为了使电解槽内两个电极之间产生的气体互相不影响，在活性电极3和惰性电极4之间可以加隔离膜7，以阻止气体的通过。隔离膜一般用石棉作成。

本发明的外加直流电源6的负极必须和电解槽上的活性电极3连接，外加直流电源6的正极必须和电解槽内的惰性电极4连接。电解时，直流电源6可以在较低的电压下工作，此时电解质5电解后产生的电流必须小于或等于活性电极3工作时所产生的最大放电电流，不然活性电极3就会出现使电解质5中阳离子电解析出的不利后果，影响了本发明的电解方法的正常进行。

本发明使用的电解质5可以是酸、碱、盐的溶(熔)液，也可以是各种固体电解质。

实施例1：用本发明的电解方法分离空气制氧气。电解槽如图所示。此法由反应物1，生成物2，活性电极3，惰性电极4，电解质5，直流电源6，隔离膜7组成。反应物1取用空气，电解质5取用氢氧化钾水溶液，活性电极3选用了能较好地吸收空气中氧气的材料，如活性炭或镍材料制成，惰性电极4采用了石墨或钛制成，生成物2为氢氧化钾电解质溶液中氢氧根离子电解析出物氧气。

当接通外接直流电源后，活性电极3和惰性电极4之间便有电压，使电解质5电解，此时空气中的氧气从活性电极3上变成离子而进入电解质5溶液，惰性电极4处便有纯净的氧气排出，这样便间接地从空气中分离出了氧气。

该法制氧简单，所需直流电量不大，起动及时，无噪音，无振动，用它可以制作一些小型或超小型的家用电器产品。

本法使用了空气中的氧气，剩下的基本是氮气，只要对制氧的设备稍加改动，其付产物就是氮气了。

实施例2：用本发明的电解方法制烧碱和氯气。电解槽如图所示。反应物1取用空气，电解质5取用氯化纳水溶液，活性电极3选用能吸收空气中氧的材料制成如活性炭或镍制成，惰性电极4用石墨或钛制成，生成物2是氯化钠水溶液中氯离子的电解析出物氯气。

按要求将活性电极3和直流电源6的负极连接，将惰性电极4和直流电源6的正极连接，接通直流电源后，氧气从活性电极3处变成离子进入电解质5的溶液。电解时产生的氢离子与进入电解质5溶液的氧离子结合而生成氢氧根离子，随电解的进行，  氢氧化钠溶液的浓度不断增加而制成了烧碱。其反应方程式如下：

此反应的付产物由惰性电极4排出，生成物2为氯气。

用该法生产的烧碱和氯气，纯度高，因设有氢气产生就省去了在烧碱工业中氢气的储存问题，也避免了氧气和氢气在电解过程中因混合而发生爆炸的现象，由于工作电压不大，在整个电解过程中可以节省电能。