Способ изготовления анода

Способ изготовления анода

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к технической электрохимии, в частности к способам изготовления металлооксидных анодов, которые могут быть использованы для электрохимических процессов получения хлора, гипохлоритов и хлоратов . Целью изобретения является обеспечение стабильности работы анода при сохранении высокой электрокаталитической активности. Способ основан на сочетании последовательных стадий послойного катодного осаждения и термообработки покрытия с использованием: электролита, содержащего борфторид олова (IV) 100-150 г/л и хлорид палладия 0,1-0,5 г/л; гальваностатического режима осаждения при плотности тока 50-100 мА/см2; промежуточной в течение 1,5-3 мин и конечной термообработок в течение 30-40 мин при температуре 600-650°С. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

Р1) С 25 В 11/00!

1 г

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К A BTGPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4606197/26 (22) 16.11.88 (46) 30.03.91. Бюл. № 12 (72) И.Ф.Резник, Н.Г.Ширина и Д.М.Шуб (53) 621.3.035.2(088.8) (56) Патент США ¹ 4061558, кл. С 25 В 11/06, 1978. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ АНОДА (57) Изобретение относится к технической электрохимии, в частности к способам изготовления металлооксидных анодов, которые могут быть использованы для электрохимических процессов получения хлора, гипохлоритов и хлоИзобретение относится к технической электрохимии, в частности к способам изготовления металлоксидных анодов, которые используются для электрохимических процессов получения хлора и неорганических хлорпродуктов.

Цель изобретения — обеспечение стабильности работы анода при сохранении высокой электрокаталитической активности — достигается сочетанием последовательных стадий послойного катодного электроосаждения композиций, содержащих гидроксиды олова и палладия при незначительном количестве ме" таллической фазы, и термической обработки осадка, а также использованием электролита на основе борфтористоводородного олова и хлористого палладия, проведением электролиза в гальваностатическом режиме.

Нанесение покрытия из кислого (рН 1,3-1,6) борфтористоводородного

ÄÄSUÄÄ 16382()8 А 1

2 ратов. Целью изобретения является обеспечение стабильности работы анода при сохранении высокой электрокаталитической активности. Способ основан на сочетании последовательных стадий послойного катодного осаждения и термообработки покрытия с использованием: электролита, содержащего борфторид олова (IV) 100-150 г/л и хлорид палладия 0,1-0,5 г/л; гальваностатического режима осаждения при плотности тока 50-100 MA/см ; проме2. жуточной в течение 1,5-3 мин и конечной термообработок в течение 30-40 мин при температуре 600-650 С. 1 табл. электролита, обладающего небольшим травящим действием, предотвращает окисление титановой основы. Использование соли четырехвалентного олова, в отличие от применяемых при нанесении металлических оловянных покрытий яр солей двухвалентного олова, обусловлено ее более высокой способностью к гидролизу, в результате чего при повышении рН приэлектродного слоя в процессе электролиза образуются гидроксиды олова, которые включаются в пок- 00 рытие. Указанные пределы рН реализуются в процессе приготовления электролита. Изменение рН в ту или иную сторону нецелесообразно ввиду того, что при рН 1,0 увеличивается травящая способность электролита и возрастает доля металлической фазы в пок— рытии, а увеличение рН выше 2,0 при- надит к гидролизу борфтористоводородного олова и образованию в растворе

1638208 осадка гндроксида олова. Количество пропущенного электричества при нанесении отдельных слоев составляет

0,5 Кл, суммарное колйчество 3 Кл.

В процессе термообработки первых слоев покрытия в результате термоди4" фузии и термоокисления происходит образование безбарьерного переходного слоя с высокой электропроводностью и защитными свойствами, обеспечивающими надежный омический контакт в течение длительной эксплуатации анода. Каждый слой подвергается термообработке при температуре 600-650 С в течение I 53,0 мин. Конечное покрытие прогревается при той же температуре в течение

30-40 мин. Указанные временные интервалы необходимы, чтобы, с одной стороны, обеспечить образование оксидов олова и палладия, с другой стороны, избежать глубокого окисления титановой подложки. Поэтому при термообработке отдельных слоев достаточным является время 1,5-3,0 мин. Для полного ° окисления с образованием оксидов и спекания отдельных слоев всего покрытия термообработка проводится в течение 30-40 мин.

Концентрация оксида палладия в покрытии определяется соотношением концентраций ионов олова и палладия в растворе электролита, а также величиной плотности тока, при которой происходит осаждение, то есть состав покрытия регулируется соотношением ско" ростей осаждения компонентов. Так, изменение концентрации хлорида палладия в пределах 0,1-0,5 г/л при концентрациях борфторида олова 100-150 г/л и варьировании плотности тока в ин" тервале 50-100 мА/см позволяет полу" чать покрытия Sn0 с содержанием 430 моль,X PdO. Закладка палладия при этом составляет 0,1-0,5 г/м . Получаемые покрытия однородны по поверхности, имеют хорошую адгезию с под20 ложкой, высокую электрокаталитическую активность в реакции выделения хлора и низкую — в реакции выделения кислоро" да, что свидетельствует о высокой селектнвности анода по отношению к. хлорному процессу.

Результаты проведенных исследова-., . ний покрытий, полученных в различных условиях, приведены в таблице.

Величина перенапряжения выделения хлора определялась из поляризационных кривых, полученных в 4N растворе хлорида натрия (рН 1,5) при температуре

25 С плотности тока 20 мА/см, перенапряжение выделения кислорода определялось в 1М серной кислоте при прочих равных условиях.

Сделанный на основании длительных испытаний расчет показывает,- что средняя скорость коррозии за период испы.таний имеет величину 4 10 аг/см ч, что находится на уровне скоростей коррозии электродов ОРТА, используемых в настоящее время в хлорном элек- тролизе, Формула изобретения

Способ изготовления анода для процессов электролиза хлоридных растворов, включающий нанесение на титановую основу каталитически активного покрытия, состоящего иэ оксидов олова и палладия, отличающийся тем, что, с целью. обеспечения стабильности работы анода при сохранении высокой электрокаталитической активности, нанесение активного покрытия осуществляют послойным гальваническим осаждением из раствора, содержащего

100 150 г/л Яп(ВР,1) и 0,1-0,5 г/л

РЙС1 при плотности тока 50-100 ìÀ/см, 2 последующей термообработкой каждого слоя при 600-650 С в течение 1,54 3,0 мин, причем термообработка последнего слоя проводится в течение 3040 мин.. 1638208!!!

" l

at а

g fo

44 0С сл

4Ч о о

4«Ъ

D о.

Ю л о

О . е

«о

4Ч о о

4Ч 4Ч о

Ю а л

44

Ю о о 3 е с О

Ф

444

4«4 о о о л .о о ю

44 44

444

О О

t4»

1 !

1 !

4«Ф

1 ° D л

Ф о

D о о

4Ч О ю

* о

° 44 и4

4 Ъ!

i

О 1

1 — 1 !

an л

Ф о

4Ч о

С о

О an

Е С

О

44 сч о о

» 4«Ъ

» о о

% и

6 Ф л о

Р . 4«4

an о

3 3

I о л

4ta

4С4 о о (! л 3 о ао

an "" о

° n

a Q

444 о о о\

«о

Ф о

Q о

Л «О е

Ф о

» а»

4«4

Щ

Ф х

И о

I il

4п о о л О

D о

О 444

» о

Щ

Ю о.о

° atl

tC 4«4 и х

1 о

444 ч

1

v о

3 а х

1 х ас сс х v!. х о

Cl lL

О Э

E сч

О

Ф о

Ю е о

О 44 о 3 о

4Ч

D ь о

tC Cl

3 о к о«

I а сч о о

444 л о о о о

О 44

44 О

an о

«Ф

1

1 «!

1 c«a l

1 1

D л л о л о о

4 4

Ф

О о о е

444 «О

О о

С«Ъ 41 о л

f 1

Cl .

IC х

4l о х

1 о

О

4«! о о

O х о

О о ч ю

an

° 444

«4Ъ сч

Ю о с«с

rl 3 l

4«!

С! о о

444

СЧ С«4 о о сч ь

D an ю о

Ф ь

Ф !

С х

О t!

44

1 и у» 1 „.3. в 1

К3

Ве Х 4 4.

Ф о» Йк

Ф ф Ф

ot ха

Л1 Аа

44

«4

3 и хк

Дл а

И а

Р х е

В к о

Ы !«

1 1

i»i — 4

1 I

1 1

1 I

1!

l6

1а о! (хо ки

*(6 а44 хх х о ° «\ !

С К naÅ

) Ф 3 „» io 1 (и

aI .:.L л 1 VO

Д ОоЯD (a

В. 5

$I

» с

44 х

44 о к о

Й