專利名稱：一種電解法制取標(biāo)準(zhǔn)硫化氫的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電解法制取標(biāo)準(zhǔn)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(guī)模利用標(biāo)準(zhǔn)濃度氣體時，配制標(biāo)準(zhǔn)氣體的工作十分重要。由于硫化氫氣體具有高度的反應(yīng)沽性和強(qiáng)烈的吸附性、腐蝕性，準(zhǔn)確配制標(biāo)準(zhǔn)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，研制簡便實用的制取標(biāo)準(zhǔn)濃度硫化氫氣體的裝置意義重大。
常用滲透管法產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)硫化氫。它是將純液態(tài)硫化氫裝在用聚四氟乙烯等材料做成帽子的不銹鋼管中，硫化氫便不斷的從帽中滲出。滲出的速度與溫度有關(guān)，需準(zhǔn)確控制滲透管環(huán)境溫度，并以一定速度通入載氣。滲透管法產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)硫化氫所需設(shè)備復(fù)雜，調(diào)節(jié)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(guī)模制備硫化氫的方法，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(nèi)的酸性溶液中懸浮，當(dāng)電流通過該電解池時，在懸浮硫粉末的表面進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，陰極室內(nèi)就產(chǎn)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(jié)構(gòu)復(fù)雜，電極不牢固，電解時間長，且需預(yù)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。該方法制備的硫化氫不能作為已知的標(biāo)準(zhǔn)濃度硫化氫氣體。
本發(fā)明給出一種電解法制備標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)濃度硫化氫氣體。濃度準(zhǔn)確，調(diào)節(jié)范圍廣、容易選擇、且與溫度無關(guān)，開始電解后達(dá)到穩(wěn)定濃度的時間短，不使用時，陰極可放在干燥處長期保存。
本發(fā)明提出了用一種不溶的金屬硫化物如Ag2S制成電解陰極。電解池由玻璃制成，其結(jié)構(gòu)如附

圖1所示，由載氣入口[1]、標(biāo)氣出口[2]、陰極室和硫化物陰極[3]、陽極室和鉑絲陽極[4]、標(biāo)準(zhǔn)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(dāng)輸入恒定電流時，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(yīng)為Ag2S+2e→2Ag+S-，硫離子進(jìn)入酸性電解液中轉(zhuǎn)變?yōu)榱蚧瘹?，?dāng)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(biāo)準(zhǔn)硫化氫氣體。
H2SO4或H3PO4濃度在0.05-1M/L范圍內(nèi)都能達(dá)到上述電解效果。當(dāng)選用H2SO4時，不允許過高的濃度，因為濃硫酸會和硫化氫發(fā)生反應(yīng);又因為電解產(chǎn)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(shù)。
當(dāng)Ag2S陰極表面的電流密度為0.008-8毫安/公分時，產(chǎn)生硫化氫氣體的量與電解電流成正比，且在一定的誤差范圍內(nèi)獲得100%電流效率的標(biāo)準(zhǔn)濃度硫化氫氣體，其誤差和電解電流的穩(wěn)定度有關(guān)，與溫度無關(guān)，因此，需根據(jù)不同要求選用不同電流穩(wěn)定度的恒流源。
達(dá)到穩(wěn)定硫化氫濃度的時間與電解電流的大小有關(guān)，電流越大，達(dá)到穩(wěn)定的時間越短。
Ag2S陰極的制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(jìn)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。溶化成型制成的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所示的恒流源。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(dāng)使用φ5×10熔化成型的Ag2S陰極時，通入恒定電流，經(jīng)穩(wěn)定后，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(chǎn)生的硫化氫一致。當(dāng)Ag2S陰極表面的電流密度不大于8毫安/公分時，在一定的誤差范圍內(nèi)獲得100%的電流效率。
當(dāng)使用φ3×10熔化成型的Ag2S陰極時，測得同樣的結(jié)果，均與溫度無關(guān)。
達(dá)到穩(wěn)定硫化氫濃度的時間與電解電流的大小有關(guān)。當(dāng)電流大于0.2毫安時，10分鐘后可達(dá)穩(wěn)定濃度的硫化氫氣體;當(dāng)電流大于1毫安時，1分鐘就可達(dá)到穩(wěn)定濃度;當(dāng)電流小于50微安時，需30-60分鐘。為縮短達(dá)到穩(wěn)定濃度的時間，可先用大電流電解，然后調(diào)到所需的電解電流。
權(quán)利要求
1.一種電解法制取標(biāo)準(zhǔn)硫化氫氣體的方法，其特征在于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(dāng)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(jìn)入酸性電解液中轉(zhuǎn)變成硫化氫，由通入的載氣帶出，得到一定濃度的標(biāo)準(zhǔn)硫化氫氣體。
2.按權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于電解液H2SO4或H3PO4的濃度為0.05-1M/L。
3.按權(quán)利要求1和2所述的方法，其特征在于Ag2S陰極表面的電流密度不大于8毫安/公分2時，可獲得100%的電流效率，產(chǎn)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(chǎn)生硫化氫氣體的量。
4.按權(quán)利要求1、2和3所述的方法，其特征在于電解電流由恒流源提供時，可獲得穩(wěn)定濃度的標(biāo)準(zhǔn)硫化氫氣體。
5.一種電解法制取標(biāo)準(zhǔn)硫化氫氣體的裝置，其特征在于該裝置由附圖1所示的載氣入口[1]、標(biāo)氣出口[2]、陰極室和Ag2S陰極[3]、陽極室和鉑絲陽極[4]、標(biāo)準(zhǔn)磨口[5]以及附圖2所示的恒流源組成。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種用電解方法、以100％的電流效率制備標(biāo)準(zhǔn)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(yōu)先權(quán)日1988年6月29日
發(fā)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