[发明专利]用于氯化氢电解的电解槽

权利要求书

1.用于电解氯化氢气体或含有氯化氢的溶液的设备，尤其是用于电解具有在10％至25％重量百分比范围的HCl浓度的盐酸，所述设备具有一个带有阴极(1)的电极室(A)和另一个带有阳极(2)的电极室(B)，其中电极室(A)和电极室(B)由一个离子传导膜(M)分开并且电极(1和2)与一个电源(S)导电地连接，其特征在于，阴极(1)具有一个导电的芯(1a)，在该芯上施加有一个至少包括一定比例的氮掺杂的碳纳米管的层(1b)和必要时在芯(1a)和层(1b)之间的另一个层(1c)，其中所述氮掺杂的碳纳米管具有含有氮的功能组。

2.按照权利要求1所述的设备，其特征在于，电极室(A)配设有用于含水和含氧气体的电解液或用于含空气或氧的气体的输入管(3)。

3.按照权利要求1或2所述的设备，其特征在于，电极室(B)配设有用于盐酸或含有氯化氢的气体的输入管(4)。

4.按照前述权利要求中之一所述的设备，其特征在于，用含氮的组掺杂的碳纳米管按照以下工艺制造：

a.在一个溶剂(L)中沉淀来自至少一种金属(M)的金属盐(MS)的溶液的至少一种金属(M)，获得一种含有金属(M)的固体悬浮液(S)，

b.从悬浮液(S)中分离固体(F)和必要时再处理固体(F)，获得一种金属催化剂(K)，

c.将金属催化剂(K)引入到一个流化床中，

d.在流化床中，在金属催化剂(K)上，在提高的温度下，尤其是至少300℃，在氢气体或含氢的化合物参与下，反应至少一个含氮的碳化合物作为起始物料(E1)，或者反应至少两个起始物料(E2，E2’)，其中至少一个起始物料包括碳化合物和至少一个起始物料包括氮化合物，以形成氮掺杂的碳纳米管(NCNT)，

e.从流化床排出氮掺杂的碳纳米管(NCNT)。

5.按照权利要求4所述的设备，其特征在于，催化剂以锰，钴，Al₂O₃和MgO为基，其中Mn以2％至65％的质量比例存在，和Co以2％至80％的质量比例存在，Al₂O₃以5％至75％的质量比例存在以及MgO以5％至70％的质量比例存在。

6.按照前述权利要求中之一所述的设备，其特征在于，阴极(1)的芯(1a)以导电的网，格栅，无纺织物或纺织物的形成存在。

7.按照前述权利要求中之一所述的设备，其特征在于，阴极(1)与一个电流分配器导电连接，电流分配器由一种或多种材料制成，所述一种或多种材料选自由铜，石墨，钛，含贵金属的钛合金，尤其是TiPd，和Ni合金和组成的清单中。

8.按照前述权利要求中之一所述的设备，其特征在于，所述层(1b)包括粘合剂，尤其是基于含氟的聚合物、优选PTFE，的粘合剂。

9.按照前述权利要求中之一所述的设备，其特征在于，所述层(1b)包括至少10％重量百分比的比例的氮掺杂的碳纳米管，优选至少20％重量百分比，特别优选至少40％重量百分比，更特别优选至少60％重量百分比。

10.按照前述权利要求中之一所述的设备，其特征在于，所述氮掺杂的碳纳米管含有氮的比例为至少1％重量百分比，优选具有至少3％重量百分比，特别优选至少5％重量百分比。

11.按照前述权利要求中之一所述的设备，其特征在于，所述层(1b)的厚度最大为200μm，优选为1μm至150μm，特别优选为10μm至100μm。

12.按照前述权利要求中之一所述的设备，其特征在于，所述离子传导膜(M)是聚合物膜。

13.按照权利要求12所述的设备，其特征在于，所述聚合物膜以聚合体的全氟磺酸为基。

14.按照前述权利要求中之一所述的设备，其特征在于，所述离子传导膜(M)和电极(1)的所述层(1b)是直接接触的。

15.按照前述权利要求中之一所述的设备，其特征在于，在所述芯(1a)和所述层(1b)之间具有另一个层(1c)。

16.按照权利要求15所述的设备，其特征在于，所述另一个层(1c)包括至少一种能导电的材料，尤其是石墨，和一种疏水的材料，尤其是PTFE。

17.用于氯化氢电解的工艺，所述工艺在按照权利要求1至16之一所述的设备中实施。