一種電解法製取標準硫化氫的方法和裝置的製作方法
2023-05-16 03:45:51
專利名稱：一種電解法製取標準硫化氫的方法和裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種電解法製取標準硫化氫氣體的方法和裝置。
在校正氣體分析儀器的刻度等小規模利用標準濃度氣體時，配製標準氣體的工作十分重要。由於硫化氫氣體具有高度的反應沽性和強烈的吸附性、腐蝕性，準確配製標準濃度的硫化氫氣體特別困難和麻煩，長期保存更不可能，因此，研製簡便實用的製取標準濃度硫化氫氣體的裝置意義重大。
常用滲透管法產生標準硫化氫。它是將純液態硫化氫裝在用聚四氟乙烯等材料做成帽子的不鏽鋼管中，硫化氫便不斷的從帽中滲出。滲出的速度與溫度有關，需準確控制滲透管環境溫度，並以一定速度通入載氣。滲透管法產生標準硫化氫所需設備複雜，調節濃度等操作不便，使用時間短，運輸和使用麻煩。
日本專利昭和55-2765給出了一種懸浮電解法小規模製備硫化氫的方法，把電解池用隔膜分為陰極室和陽極室，讓硫粉末不斷地在該陰極室內的酸性溶液中懸浮，當電流通過該電解池時，在懸浮硫粉末的表面進行化學反應，陰極室內就產生硫化氫氣體。該方法用CuS吸附在硫粉末上起催化作用。懸浮電解法需用隔膜分開陰極室和陽極室，且硫粉末需不斷攪拌，因而使用的電解池結構複雜，電極不牢固，電解時間長，且需預電解，操作不便，電流效率低，且其效率隨池電流的增加而明顯下降等缺點。該方法製備的硫化氫不能作為已知的標準濃度硫化氫氣體。
本發明給出一種電解法製備標準硫化氫氣體的方法和裝置，在一定的陰極電流密度下，可獲得100%電流效率的標準濃度硫化氫氣體。濃度準確，調節範圍廣、容易選擇、且與溫度無關，開始電解後達到穩定濃度的時間短，不使用時，陰極可放在乾燥處長期保存。
本發明提出了用一種不溶的金屬硫化物如Ag2S製成電解陰極。電解池由玻璃製成，其結構如附
圖1所示，由載氣入口[1]、標氣出口[2]、陰極室和硫化物陰極[3]、陽極室和鉑絲陽極[4]、標準磨口[5]及底座[6]組成，電極插入稀H2SO4或稀H3PO4等酸性電解液中，當輸入恆定電流時，硫化物如Ag2S陰極中的銀還原成金屬銀，釋放出硫離子，其反應為Ag2S+2e→2Ag+S-，硫離子進入酸性電解液中轉變為硫化氫，當以一定的速度讓載氣通過電解液時，就可得到一定濃度的標準硫化氫氣體。
H2SO4或H3PO4濃度在0.05-1M/L範圍內都能達到上述電解效果。當選用H2SO4時，不允許過高的濃度，因為濃硫酸會和硫化氫發生反應;又因為電解產生硫化氫的過程中消耗酸，過低的酸濃度會增加更換電解液的次數。
當Ag2S陰極表面的電流密度為0.008-8毫安/公分時，產生硫化氫氣體的量與電解電流成正比，且在一定的誤差範圍內獲得100%電流效率的標準濃度硫化氫氣體，其誤差和電解電流的穩定度有關，與溫度無關，因此，需根據不同要求選用不同電流穩定度的恆流源。
達到穩定硫化氫濃度的時間與電解電流的大小有關，電流越大，達到穩定的時間越短。
Ag2S陰極的製備方法有把銀棒放在1M/L硫化鈉溶液中作為陽極，鉑絲作為陰極進行電解，在銀棒上即可鍍上一層Ag2S;也可把Ag2S粉末和銀粉混合，壓片成電極;也可將Ag2S粉末熔化成型為電極。溶化成型製成的Ag2S陰極牢固耐用，是一種理想的方法。
實施例使用附圖1所示的電解池和附圖2所示的恆流源。附圖2中，[7]為電解池。電解液選用濃度為0.5M/L的H2SO或H3PO4，當使用φ5×10熔化成型的Ag2S陰極時，通入恆定電流，經穩定後，測得的電流效率如下表所示
從上表可見，測得的硫化氫量與電解電流成正比，且與理論上產生的硫化氫一致。當Ag2S陰極表面的電流密度不大於8毫安/公分時，在一定的誤差範圍內獲得100%的電流效率。
當使用φ3×10熔化成型的Ag2S陰極時，測得同樣的結果，均與溫度無關。
達到穩定硫化氫濃度的時間與電解電流的大小有關。當電流大於0.2毫安時，10分鐘後可達穩定濃度的硫化氫氣體;當電流大於1毫安時，1分鐘就可達到穩定濃度;當電流小於50微安時，需30-60分鐘。為縮短達到穩定濃度的時間，可先用大電流電解，然後調到所需的電解電流。
權利要求
1.一種電解法製取標準硫化氫氣體的方法，其特徵在於陰極是一種不溶金屬硫化物如Ag2S，陽極是鉑絲，電解液為酸性溶液如稀H2SO4，當電極間通過電流時，硫化物如Ag2S陰極中的銀還原成金屬銀，釋放出硫離子進入酸性電解液中轉變成硫化氫，由通入的載氣帶出，得到一定濃度的標準硫化氫氣體。
2.按權利要求1所述的方法，其特徵在於電解液H2SO4或H3PO4的濃度為0.05-1M/L。
3.按權利要求1和2所述的方法，其特徵在於Ag2S陰極表面的電流密度不大於8毫安/公分2時，可獲得100%的電流效率，產生硫化氫氣體的量與電解電流成正比，改變電解電流的大小，就可改變產生硫化氫氣體的量。
4.按權利要求1、2和3所述的方法，其特徵在於電解電流由恆流源提供時，可獲得穩定濃度的標準硫化氫氣體。
5.一種電解法製取標準硫化氫氣體的裝置，其特徵在於該裝置由附圖1所示的載氣入口[1]、標氣出口[2]、陰極室和Ag2S陰極[3]、陽極室和鉑絲陽極[4]、標準磨口[5]以及附圖2所示的恆流源組成。
全文摘要
本發明提出了一種用電解方法、以100％的電流效率製備標準濃度硫化氫氣體的方法和裝置。使用一種不溶的金屬硫化物如Ag
文檔編號C25B1/00GK1039072SQ8810384
公開日1990年1月24日 申請日期1988年6月29日 優先權日1988年6月29日
發明者李玉書 申請人:中國石油化工總公司洛陽石油化工工程公司