Электрод для электрохимических процессов

Электрод для электрохимических процессов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к электрохимическим производствам ,в частности, к металлооксидным оксидам для производства хлора, щелочей и неорганических хлорпродуктов. Целью изобретения является повышение электрокаталитической активности покрытия с низким содержанием рутения. Электрод содержит основу из вентильного металла с нанесенным на нее активным покрытием из оксидов вентильных металлов - титана и вольфрама или ниобия, или молибдена, или тантала, оксидов переходных металлов - хрома и/или кобальта, и оксида рутения. Покрытие содержит оксиды вышеназванных вентильных металлов и переходных металлов в молярном соотношении к оксиду рутения, равном (4-24):1. Причем оксиды вентильных металлов содержатся в молярном соотношении к оксидам переходных металлов, равном (3,7-18):1. Указанные соотношения обеспечивают вхождение всех компонентов оксидного покрытия в рутильные фазы смешанного состава и отсутствие фаз индивидуальных оксидов. 1 табл.

СО1ОЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1481269 дд 4 С 25 Б 11/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

fl0 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И (ЛНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

8- Й„"„:ч,.- . q 1 т и 4..

2 (21) 4283540/23-26 (22) 12,06. 87 (46) 23.05.89. Бюл. V - 19 (72) В,И,Иарченко, И,Д. Белова,.

Ю,Н.Веневцев, Е.И,Гетьман, Б.В.Городецкий, Т.А.Грищенкова, С.В.Евдокимов, M.M.Ïå÷åðñêèé, Ю.Е.Рогинская и Я.Б.Скуратник (53) 621. 3.035. 2 (088. 8) (56) Патент СГА Ф 41077025, кл. 204-290, 1978, (54) элкктРод для эпкктРохимичкских

ПРОЦЕССОВ (57) Изобретение относится к электрохимическим производствам, в частности к металлооксидным оксидам для производства хлора, щелочей и неорганических хлорпродуктов. Целью изобретения является повышение электрокаталитической активности покрытия

Изобретение относится к электрохимической промышленности, в частности к получению металлооксидных анодов, состоящих из подложки из вентильного металла и активного оксидного покрытия, и может быть использовано в производстве хлора- каустической соды, хлоратов, Целью изобретения является повышение электрокаталитической активности покрытия с низким содержанием рутения.

Пример 1. Титановые подложки размером 10i10 мм, предварительно механически обработанные абразив-. ! ным материалом, травят в 507,-ном водном растворе 1 ."0 при 90 0 в с низким содержанием рутения, Электрод содержит основу из вентильного металла с нанесенным на нее активным покрытием из оксидов вентильных ме— таллов — титана и вольАрама пли ниобия, или молибдена, или тантала, оксидов переходных металлов — хрома и/или кобальта, и оксида рутения..

Покрытие содержит оксиды названных вентильных металлов и переходных металлов в молярном соотношении к оксиду рутения, равном (4 — 24): 1. Причем оксиды вентильных металлов содержатся в молярном соотношении к оксидам переходных металлов, равном (3,718):1, Указанные соотношения обеспечивают вхождение всех компонентов оксидного покрытия в рутильные Аазы смешанного состава и отсутствие Фаз индивидуальных оксидов, 1 табл. течение 10 мин, после чего механически удаляют продукты травления с поверхности подложки и подложку тщательно промывают дистиллированной водой. Затем на подложку наносят раствор следующего состава:

0,34 ж т101у

0,044 г КцОК01.з;

0,282 r Сг(н0з) " n; zO

0,908 r (I !! ) Az0 61,z0;

О 017 r Co(I . 11

24,3 мл 11,0;

0,7 мл РГ1., после чего подложки высушивают при

90оС в ечение 15 мин и прогревают при 450 С в течение 20 мин. ти операции повторяют многократно (чаще

1481? б9

25

Указанные пределы отношений суммы

Вимический состав покрытия, мол.в O!OI-n ч0 ИЬтОк Т»зра Иа(э !an ( ОПе л. о ие) азовый сост покр>>тки

Приме ен>н!ал по .э. при

0,2 й/смг

ГГО! Рио z стипл

2 930

З В7,З

1, 385

1,З7

I ° 3 4,9 19,4:1

32 74 125 i

Аяатвз » «Вт>Ос

Рртн>>ьная фаза аватаз - Во04

Йве рз>тиль>еее

6>аэы

Рртнльнал >!>аза

72,0:1

27,9:E

0,8

2,1

4 66,0 12,8

1;38-1>385

3,9:l

16 188 08 12401

5 70>О

6 70,0

7 . 70

8 62,6

9 54,0

10 85,0.5 0

i0,0

5,0

1, 345

1, 345

1, 344

1, З48

l,345

1, 350

15,0: 1

В,О:1

4,8:!

3, 7!!

18,0:!

20,0 4,O;i

10 ° 0 9,0:i

5 0 20 О 4 0>1

16,7 4,0 24,0! I

2о,п 6,0 15 6:1

5,0 5,0 19,0: 1

5,п

io,а е

>t

>t

tI ! °

16 ° 7

zo,o в

5,0

iI р и и е ч а н и v. ОП1! -аксипн пасс»вирвк>хихси неталлов; ОПерк - оксиды переход>в>х металлов.

Потап<пал вылелеиия хлора измерен .» растворе 300 г/л Ва01, рН 2,87аГ. Так>киевский наклон кривых лля нспнтливнх электролов 36-45 мВ. Па ОРТА в вналотиниых условиях >7 1,34 В, Солервачие коваллел в примерах 5 и 6 привалено в пересчете на ГотОз.

5 pII 3 ) для 11олуче1!ия же л я е мо Й T од! (и ны, Х и1 и! ч е с к и и с о с т я В покрытия следующий, моль, 7: Ti0 2

68,5; 1Юз 10,5; Ст,0 15 4;.ro0 ),3;

RllO 2 4, 3. t oJIsipHof oTkloIIILHHE." оксидов ти яня, вольфрама, хрома и кобальта к оксиду рутения составляет 22, 2:1, а оксидов титана и вол

Рет!тгенографический анализ этого покрытия электрода показывает, что отсутствуют фазы индивидуальных оксидов, и покрытие состоит из двух рутильных фаз смешанного состава.

Настоящий электрод при меньшем в

6 раз содержании рутения в покрытии по активности не уступает OPTA.

Другие примеры представлены в таблице.

Подготовку подложек и нанесения покрытия проводят аналогично примеру 1.

1 оксидов вентильных металлов и оксидов переходных металлов к оксиду рутения, а таже оксидов вентильных металлов к оксидям переходных метал- 3О лов определяются условиями фазообрязования. Кроке того, необходимо учитывать, что при отношении оксидов вентильных металлов к оксидам хрома и кобальта меньп1е, чем 3,7:l, в 35 начале реакция выделения хлора идет с низким йереняпряжением, однако затем наблюдается существенное возрастание потенциала во времени. Если соотношение суммы оксидов вентильных 1(} и переходных металлов к оксиду рутения боль!>1е э чем 24." 1, то это приво— дит к увелит!ению потенциала выделения хлора (примеp 4}, Уменьшение. этого отног1ения (ниже 4:Ij означает неоправданное увеличение содержания драгметалла, т. е. противоречит цели данного изобретения.

Несоблюдение указанных соотношений компонентов приводит к появлению фаз индивидуальных оксидов в покрытии и резкому ухудшению его электрокяталитических свойств (примеры 2и 3

На основании приведенных примеров видно, что электроды с предлагаемь1ми метяллооксидными покрытиями обладают по сравнению с известными следующими преимуществами: позволяют увеличить до уровня OPTA электрокаталитическую активность оксидного покрытия с малыми (4-20 мол,7) содержаниями драгметалла; уменьшение закладки драгме— талла в 1,5-7,5 раза ведет к существенному удешевлени10 электродов, использующихся в многотоннажных электрохимических производствах.

Формула изобретения

Электрод для э.пектрохимических процессов, содержащий основу из вентильного металла с нанесенным на нее активным покрытием из оксидов вентильных металлов титана и вольфрама или ниобия, или молибдена, или тантала, оксида переходных металлов— хрома и/ или кобальта, и оксида рутения, отличающийся тем, что, с целью повышения электрокаталитической активности покрытия с низким содержанием оксида рутения, покрытие содержит оксиды вентильных металлов и переходных металлов в молярном соотношении к оксиду рутения, равном (4-24):1, оксиды вентильных металлов содержатся в молярном соотношении к оксидам переходных металлов, равном (3,7 — 18):1, причем все компоненты покрытия входят в рутильные фазы смешанного состава.