发明名称 利用阳离子输送膜将无水卤化氢电化学转化成卤素气体
摘要 本发明系关于一种将无水卤化氢(诸如氯化氢、氟化氢、溴化氢及碘化氢)分别地电化学转化成实质上乾燥卤素气体(诸如氯、氟、溴及碘气体)之方法。此种方法容许高纯度卤素气体之制造。于此种方法中,将实质上无水卤化氢之分子通过一种电化学电池之一个入口进料及输送至电池之阳极。将实质上无水卤化氢之分子于电池之阳极氧化以制造实质上乾燥卤素气体及质子,质子系通过电池之膜输送。经输送之质子于阴极还原。
申请公布号 TW490437 申请公布日期 2002.06.11
申请号 TW083108667 申请日期 1994.09.21
申请人 杜邦股份有限公司 发明人 詹姆士.A.崔哈姆三世;克雷伦斯.高兰.洛二世;约翰.史考特.纽曼;肯尼士.伯纳德.其汀;道格拉斯.约翰.艾米斯
分类号 C01B7/00;C01B9/00;C25B1/24 主分类号 C01B7/00
代理机构 代理人 陈长文 台北巿敦化北路二○一号七楼
主权项 1.一种自实质上无水卤化氢直接制造实质上乾燥 卤素气体之方法,其中: (a)将实质上无水卤化氢之分子进料至一种电化学 电池之一个入口及输送电池之一个阳极; (b)将实质上无水卤化氢之分子于阳极氧化以制造 实质上乾燥卤素气体及质子; (c)将质子通过电化学电池之一片阳离子输送膜输 送;及 (d)将输送之质子于阴极还原。2.根据申请专利范 围第1项之方法,其中制造卤素气体之卤化氢系选 自包括:氯化氢、溴化氢、氟化氢及碘化氢。3.根 据申请专利范围第1项之方法,其中将输送之质子 还原以生成氢气。4.根据申请专利范围第1项之方 法,另外包括维持膜之阴极面湿润之步骤,以增加 质子通过膜输送之效率。5.根据申请专利范围第1 项之方法,其中将一种包含氧之气体于膜之阴极面 引进及将质子与氧于阴极面还原以生成水。6.根 据申请专利范围第5项之方法,其中包含氧之气体 包含下列之一种:空气、氧、及富含氧之空气。7. 根据申请专利范围第1项之方法,其中一部份之无 水卤化氢于接触电池之后系未反应的,及将未反应 之卤化氢之部份自实质上乾燥卤素气体分离并循 环至电化学电池。8.根据申请专利范围第1项之方 法,其中将实质上乾燥卤素气体循环至一种制造无 水卤化氢作为一种副产物之合成方法。9.根据申 请专利范围第7项之方法,其中将实质上乾燥卤素 气体循环至一种制造无水卤化氢作为一种副产物 之合成方法。10.一种用以自实质上无水卤化氢直 接制造实质上乾燥卤素气体之电化学电池(10,10'), 包含: (a)将实质上无水卤化氢之分子氧化以制造实质上 乾燥卤素气体及质子之装置(14,14'); (b)藉以输送质子之阳离子输送装置(12,12'),氧化装 置(14,14')系配置以与阳离子输送装置(12,12')之一面 接触; (c)将输送之质子还原之装置(16,16'),还原装置系配 置以与阳离子输送装置(12,12')之另一面接触。11. 根据申请专利范围第10项之电化学电池,另外包括 实质上无水卤化氢之分子输送至氧化装置(14,14') 之装置(18,18')。12.根据申请专利范围第10项之电化 学电池,其中氧化装置是一种阳极(14,14'),还原装置 是一种阴极(16,16'),及阳离子输送装置是一种阳离 子输送膜。13.根据申请专利范围第12项之电化学 电池,其中阴极(16,16')及阳极(14,14')包含气体-扩散 电极。14.根据申请专利范围第12项之电化学电池, 其中阳极(14,14')及阳极(16,16')包含一种邻接阳离子 输送膜(12,12')之表面配置之电化学活性材料。15. 根据申请专利范围第14项之电化学电池,其中一种 电化学活性材料之薄膜直接施加至膜(12,12')。16. 根据申请专利范围第14项之电化学电池,其中电化 学活性材料系沉积入膜(12,12')中。17.根据申请专 利范围第14项之电化学电池,其中电化学活性材料 包含一种于一种载体材料上之催化剂材料。18.根 据申请专利范围第17项之电化学电池,其中载体材 料包含碳。19.根据申请专利范围第17项之电化学 电池,其中催化剂材料包含下列之一种:铂、钌、 锇、铼、铑、铱、钯、金、钛与锆,及其之氧化物 、合金与混合物。图式简单说明: 图1系一种根据本发明之一个具有一种制造氢之阴 极之第一种具体实施例、自无水卤化氢制造卤素 气体之电化学电池之一略图。 图2系一种根据本发明之一个具有一种制造水之阴 极之第二种具体实施例、自无水卤化氢制造卤素 气体之电化学电池之一略图。 图3系一种自实质上乾燥氯气中分离一部份之未反 应氯化氢、及将其循环回图1之电化学电池之系统 之一略图。 图4系一种对于图3之系统之修改之一略图,其包括 一种制造无水氯化氢作为一种副产物之合成方法 与此处实质上乾燥氯气系循环至合成方法、及未 反应之氯化氢系循环回图1之电化学电池。
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