DE19603181A1 - Complete separation of anolyte and catholyte in electrochemical processes - Google Patents
Complete separation of anolyte and catholyte in electrochemical processesInfo
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- C25B3/00—Electrolytic production of organic compounds
- C25B3/20—Processes
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Abstract
Description
Es ist bekannt, Alkoholate durch Umsetzung von Alkaliamalgam aus Chlor-Alkali-Elektrolysen mit einem Alkohol an einem elektrokatalytisch aktiven Kontakt herzu stellen (vgl. Ullmanns Encyclopädie der Technischen Chemie, Weinheim 1974, Seite 221 oder Kirk-Otmer, Encyclopedia of Chemical Technology, Vol. 2, 3. Auflage, Wiley, New York 1978).It is known to make alcoholates by reacting alkali metal amalgam from chlorine-alkali electrolysis with an alcohol on an electrocatalytically active contact (see Ullmann's Encyclopedia of Technical Chemistry, Weinheim 1974, page 221 or Kirk-Otmer, Encyclopedia of Chemical Technology, Vol. 2, 3rd edition, Wiley, New York 1978).
Ein industriell in großem Umfang ausgeübtes Verfahren zur Herstellung einfacher Alkoholate ist an die Chlor-Alkali-Elektrolyse nach dem Amalgamverfahren gebunden.An industrially widely practiced process for making simple Alcoholates is linked to chlor-alkali electrolysis using the amalgam process.
Bei diesem Verfahren ist nicht auszuschließen, daß Quecksilber in geringen Mengen durch Abluft und Abwasser in die Umgebung gelangen kann.With this procedure it cannot be excluded that mercury in small amounts can get into the environment through exhaust air and waste water.
Außerdem können Quecksilberspuren in dem gebildeten Alkalialkoholat verbleiben.Traces of mercury can also remain in the alkali alcoholate formed.
Die Herstellung von Alkoholaten direkt aus dem Metall oder durch Umesterung ist gegenüber dem Amalgamverfahren vergleichsweise kostenintensiv.The production of alcoholates is straight from the metal or through transesterification comparatively expensive compared to the amalgam process.
Eine andere Möglichkeit besteht darin, daß bei einem Verfahren der eingangs ange gebenen Art in einer Elektrolysezelle der Anodenraum und der Kathodenraum durch eine Kationen-Austauschermembran getrennt sind und im Kathodenraum unter Wasser stoffentwicklung aus dem Alkohol Alkoholat-Anionen und im Anodenraum aus der Alkalimetallverbindung Alkalimetall-Ionen freigesetzt und letztere durch die Kationen-Austauschermembran in den Kathodenraum transportiert werden (EP-A 0 146 771).Another possibility is that in a process of the beginning given type in an electrolytic cell through the anode compartment and the cathode compartment a cation exchange membrane are separated and in the cathode compartment under water Substance development from alcohol alcoholate anions and in the anode compartment from the Alkali metal compound Alkali metal ions released and the latter through the cation exchange membrane be transported into the cathode compartment (EP-A 0 146 771).
Nachteilig bei diesem Verfahren ist die Tatsache, daß die Membran Anoden- und Kathodenraum niemals vollständig trennen kann. Dies vermindert die Ausbeute und die Reinheit der Produkte. A disadvantage of this method is the fact that the membrane and anode Can never completely separate the cathode compartment. This reduces the yield and the Purity of the products.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu vermeiden und somit unter Umgehung des Amalgamverfahrens die Herstellung von Grund- und Feinchemika lien, speziell die Herstellung von Alkoholaten aus dem betreffenden Alkohol und einer Alkalimetallverbindung zu ermöglichen.The invention has for its object to avoid these disadvantages and thus bypassing the amalgam process, the production of basic and fine chemicals lien, especially the production of alcoholates from the alcohol in question and one To enable alkali metal compound.
Überraschenderweise wurde diese Aufgabe durch ein Verfahren gemäß der Patent ansprüche gelöst.Surprisingly, this object was achieved by a method according to the patent claims solved.
Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung einer ionenleitenden Festkörpermem bran als Trennelement, welche lediglich die Kationen, nicht aber die Anionen und die Lösungsmittel durchläßt. Als ionenleitende Keramik wird das Natriumionen-leitende sog. β-Alumina (dotiertes Aluminiumoxid, ungefähre Zusammensetzung: Na₂O 11 Al₂O₃) eingesetzt.The invention relates to the use of an ion-conducting solid body bran as a separating element, which only the cations, but not the anions and the Allows solvent. The ion-conducting ceramic is used as the ion-conducting ceramic So-called β-alumina (doped aluminum oxide, approximate composition: Na₂O 11 Al₂O₃) used.
Es handelt sich hierbei um ein stöchiometrisch nicht genau definiertes Gemisch aus Natriumoxid und Aluminiumoxid. Es sind auch andere Zusammensetzungen dieser oder anderer Verbindungen möglich, welche eine Natriumionen-leitende Keramik liefern, wobei die beweglichen Natriumionen gegen andere Kationen ausgetauscht werden können.This is a mixture of stoichiometrically not precisely defined Sodium oxide and aluminum oxide. There are other compositions of these or other compounds possible, which provide a sodium ion-conducting ceramic, whereby the mobile sodium ions are exchanged for other cations can.
Auf beiden Seiten der Membran muß zwingend ein wasserfreies, gegenüber der Aluminiummembran nicht (als Säure) reaktionsfähiges Lösungsmittel verwendet werden, bzw. es darf im Verlauf einer Elektrosynthese kein Stoff entstehen, der dieses Kriterium nicht erfüllt. Das ist die wichtigste Voraussetzung zur Verwendung von Beta-Aluminiumoxid als Membranmaterial.On both sides of the membrane there must be an anhydrous, opposite the Aluminum membrane not used (as acid) reactive solvent or no substance that meets this criterion may arise in the course of electrosynthesis not fulfilled. This is the most important requirement for using beta alumina as membrane material.
Die Arbeitstemperatur sollte so hoch wie möglich gewählt werden. Dies begünstigt die Leitfähigkeit der Membran und des Elektrolyten sowie das Lösungsvermögen des anodenseitig verwendeten Lösungsmittels für das Kationen freisetzende Anodenreagenz.The working temperature should be chosen as high as possible. This favors the Conductivity of the membrane and the electrolyte as well as the dissolving power of the solvent used on the anode side for the cation-releasing Anode reagent.
Die obere Temperaturgrenze stellt die Siedetemperatur des verwendeten Lösungsmittels dar. Beta Alumina ist selbst oberhalb 300°C noch wirksam. Bei Verwendung methanolischer Lösungen (Siedetemperatur 67°C) wurde bei 50°C gearbeitet, um auf einen Rückflußkühler verzichten zu können. The upper temperature limit represents the boiling point of the used Solvent. Beta Alumina is still effective even above 300 ° C. At Use of methanolic solutions (boiling point 67 ° C) was at 50 ° C worked to be able to do without a reflux condenser.
Es wurde eine Elektrolyse von 0,15 m NaCl in MeOH als Anolyt und 1 m MeOHa in MeOH durchgeführt.An electrolysis of 0.15 m NaCl in MeOH as anolyte and 1 m MeOHa in MeOH performed.
Als Elektroden fanden Pt-Netze als Anoden bzw. Kathoden Verwendung. 15 Maschen/cm², 0,075 mm Drahtdurchmesser.Pt networks were used as electrodes as anodes and cathodes. 15 stitches / cm², 0.075 mm wire diameter.
Als ionenleitende Keramik wurde sogenanntes "dotiertes β-Al₂O₃" eingesetzt.So-called "doped β-Al₂O₃" was used as the ion-conducting ceramic.
Mit dieser Anordnung wurde ein Elektrolysestrom von 50 m/cm² bei 5 V Zellspannung erreicht. Als Arbeitstemperatur wurden 50°C vorgegeben.With this arrangement, an electrolysis current of 50 m / cm² at 5 V cell voltage reached. 50 ° C was specified as the working temperature.
Die Stromausbeute in Bezug auf die gebildete Basenmenge war zu 100% quantitativ.The current yield in relation to the amount of base formed was 100% quantitatively.
Enthaltene Wasserspuren reagieren dabei zu Alkalihydroxid und wurden daher in der Ausbeutebestimmung mit erfaßt. Halogenidionen konnten im Katholyten nicht nachgewiesen werden.Contained traces of water react to alkali hydroxide and were therefore in the Determination of yield also recorded. Halide ions could not in the catholyte be detected.
Die Verwendung der Festkörpermembran bietet weiterhin den Vorteil der Freiheit in der Wahl der anoden- und kathodenseitigen nicht-wäßrigen Medien. Auf diese Art lassen sich viele elektroorganische Prozesse mit verbesserter Ausbeute und Produktreinheit herstellen.The use of the solid membrane still offers the advantage of freedom in the choice of non-aqueous media on the anode and cathode side. In this manner can be many electro-organic processes with improved yield and Establish product purity.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren können weitere Prozesse ebenfalls ablaufen:Further processes can also run according to the method according to the invention:
- - Alkalialkoholate elektrochemisch reduktiv umsetzbarer Alkohole und Polyole- Alkaline alcoholates of electrochemically reductively convertible alcohols and polyols
- - Allgemein alle Metallionenverbindungen Me⁺R⁻ mit organischem Anion R⁻ und einwertigem Metallkation Me⁺, die formal nach folgender Reaktionsgleichung durch Elektroreduktion gebildet werden: R-X+e⁻ → R+X mit R-X als beliebigem organischem Molekülund X als Abgangsgruppe- Generally all metal ion compounds Me⁺R⁻ with organic anion R⁻ and monovalent metal cation Me⁺, formally according to the following reaction equation be formed by electroreduction: R-X + e⁻ → R + X with R-X as any organic molecule and X as a leaving group
Das zur Reaktion benötigte Gegenion (Alkalikation) wird aus der Anodenreaktion freigesetzt und von der keramischen Membran selektiv in den Katholyten transportiert um dort das Reaktionsprodukt Me⁺R⁻ zu liefern.The counter ion required for the reaction (alkaline application) becomes from the anode reaction released and selectively transported from the ceramic membrane into the catholyte to deliver the reaction product Me⁺R⁻ there.
Claims (3)
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Publication Number | Publication Date |
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Family Applications (1)
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1312700A2 (en) * | 2001-11-02 | 2003-05-21 | Degussa AG | Process for the production of alkali metal alcoholates |
US7824536B2 (en) | 2003-12-11 | 2010-11-02 | Ceramatec, Inc. | Electrolytic method to make alkali alcoholates using ceramic ion conducting solid membranes |
US7918986B2 (en) | 2003-12-11 | 2011-04-05 | Ceramatec, Inc. | Electrolytic method to make alkali alcoholates using ceramic ion conducting solid membranes |
US8075758B2 (en) | 2003-12-11 | 2011-12-13 | Ceramatec, Inc. | Electrolytic method to make alkali alcoholates using ion conducting alkali electrolyte/separator |
US8268159B2 (en) | 2005-12-20 | 2012-09-18 | Ceramatec, Inc. | Electrolytic process to produce sodium hypochlorite using sodium ion conductive ceramic membranes |
-
1996
- 1996-01-30 DE DE19603181A patent/DE19603181A1/en not_active Withdrawn
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1312700A2 (en) * | 2001-11-02 | 2003-05-21 | Degussa AG | Process for the production of alkali metal alcoholates |
EP1312700A3 (en) * | 2001-11-02 | 2003-05-28 | Degussa AG | Process for the production of alkali metal alcoholates |
US7824536B2 (en) | 2003-12-11 | 2010-11-02 | Ceramatec, Inc. | Electrolytic method to make alkali alcoholates using ceramic ion conducting solid membranes |
US7918986B2 (en) | 2003-12-11 | 2011-04-05 | Ceramatec, Inc. | Electrolytic method to make alkali alcoholates using ceramic ion conducting solid membranes |
US7959784B2 (en) | 2003-12-11 | 2011-06-14 | Ceramatec, Inc. | Electrolytic method to make alkali alcoholates using ceramic ion conducting solid membranes |
US8075758B2 (en) | 2003-12-11 | 2011-12-13 | Ceramatec, Inc. | Electrolytic method to make alkali alcoholates using ion conducting alkali electrolyte/separator |
US8506790B2 (en) | 2003-12-11 | 2013-08-13 | Shekar Balagopal | Electrolytic cell for making alkali alcoholates using ceramic ion conducting solid membranes |
US8268159B2 (en) | 2005-12-20 | 2012-09-18 | Ceramatec, Inc. | Electrolytic process to produce sodium hypochlorite using sodium ion conductive ceramic membranes |
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