Способ изготовления титан-двуокисномарганцевого анода

Способ изготовления титан-двуокисномарганцевого анода

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к области электрохимических производств и может быть использовано при изготовлении малоизнашиваемых анодов для электролиза растворов серной кислоты, в процессах электрохимического синтеза, регенерации отработанных растворов и т.п. Целью изоберетения является улучшение технологичности процесса и увеличение срока службы анодов. Поставленная цель достигается за счет электрохимического нанесения никелевого подслоя на пористую титановую основу при плотности тока 3-5 А/дм2 и образования активного покрытия диоксида марганца электролизом из сернокислого электролита с добавкой перхлората аммония в количестве 1-5 г/л. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (s»s С 25 В 11/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

100-200

100-150

Никель двухлористый (6-водн ы й)

Соляная кислота (21) 4722942/26 (22) 24.07.89 (46) 07.01.92. Бюл. № 1 (71) Харьковский политехнический институт им. В.И. Ленина (72) Б.И. Байрачный и В.Н. Скорикова (53) 621.3,035.2(088.8) (56) Патент США ¹ 4265728, кл. С 25 В 11/10, 1981. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТИТАНЛВУОКИСНОМАРГАН ЦЕ ВОГО АНОДА (57) Изобретение относится к области электрохимических производств и может быть использовано при изготовлении малоизнаИзобретение относится к области электрохимических производств и может быть использовано при изготовлении малоизнашиваемых нерастворимых анодов для электрохимических процессов. например 8 электролизе растворов серной кислоты, в процессах электрохимического синтеза, регенерации отработанных растворов, а также электрохимической очистки сточных вод гальванохимического и машиностроительного производства.

Целью изобретения является увеличение срока службы анода за счет улучшения сцепления двуокиси марганца с основой титана.

Способ изготовления титан-двуокисномарганцевого анода электрохимическим методом осуществляется следующим образом.

Пористую титановую пластину обезжиривают химически. Затем протравливают в растворе 40%-ной серной кислоты при 80 С в течение 30 мин. После этого 1 — 2 мин активируют в растворе состава, r/ë:

5Ы „1703713А1 шиваемых анодов для электролиза растворов серной кислоты, в процессах электрохимического синтеза, регенерации отработанных растворов и т.п. Целью изоберетения является улучшение технологичностй процесса и увеличение срока службы анодов. Поставленная цель достигается за счет электрохимического нанесения никелевого подслоя на пористую титановую основу при плотности тока 3-5 А/дм и образова2 ния активного покрытия диоксида марганца электролиэом из сернокислого электролита с добавкой перхлората аммония в количестве 1-5 г/л. 2 табл.

Аммоний фтористый 20-40

В этом же растворе осаждают слой никеля на подложку пористого титана при катодной плотности тока 3-5 А/дм в течение г

30 мин. При этом используют аноды из свинца или титана. В процессе следующей операции пористый титан с промежуточным покрытием никеля помещают в электролит на основе сернокислого марганца для наращивания осадка МпОг. Состав электролита. г/n:

Марганец сернокислый (5-водный) 130-170

Серная кислота 15-45

Перхлорат аммония 1-5

Электролиз ведут в течение 10 ч при анодной плотности тока 1 — 5 А/дм, темпе2 ратурэ электролита 85--95 С. В качестве катодов используют свинец или титан. Время электролиза 10 ч считается оптимальным для получения осадка с заданными свойст1703713

Т ° O aa aa o ° 1 йокаеатель 1 г 3 I

Прото тьет

Состав электролита имкететроеанмл, r/ë.

01С1, 0000

ВС1

240

Зо

Io оп00> ЮЕ61 е ммчрстеэе раелоеемме

250-80РС

100

10О

off С1 ре пьет: о„й/д

20

30

2 ° S v л

° ммм

Состае электролита, г/л:

15о

IfnSO0 1 I1

0110е 2-S 11

1тп$0Е 5010

0100а роес101 реммм:

1/дма

v еС

Лараметры электродое: сцепмьете осадка р1 с пористом осноаой Ti

130

2,5

0,5 о,13-г

20-IO

2,5

85-95

8

85-9S

8

85-95

8

85-95

8

85-95

Покрытие рееномернпе йокрытме ра а нона рНоо

Не ло крм тые участки поееркностм

Серый

Светла-серый

Светло-cepaso (еетло-серый Серый

° нееннй енд 1fi скорость нараеиеанмл 1аьое, мкн/ч сцепление 10тое (колнчест° о термоударое), ет.

12

22-25

20

15 вами. При повышении времени электролиза наблюдается рост сопротивления электрода и снижение сцепления слоя MnO с подложкой. Если проводить электролиз менее

10 ч, химическая стойкость и срок службы 5 электродов снижаются в результате воздействия электролита, в котором применяются титан-двуокисномарганцевые аноды.

В случае использования титан-двуокисарганцевого анода в кислых средах(хро- 10 мирование. электролиз Н20504, HCI или регенерации травильного раствора печатных плат) при плотностях тока свыше 1

А/дм пластины пористого титана с образовавшимся осадком MnOz подвергают обжи- 15 гу в 3ечение 1 ч при температурах порядка

400-450 С для преобразования в структуру

/3-МпО . В условиях работы анодов в нейтральных средах (извлечение ионов тяжелых металлов из отходов гальванохимического 20 производства) при плотностях тока, Не превышающих 1 А/дм, пористый титан со слоем ЧпОг обжигу не подвергают. 1араметры изготовления двуокисномарганцевых анодов приведены в табл. 1. 25 лаотск краевые плнта1к, гремины е отдельнык мастак. альныч сост а ° тгм ктрол тле н репин зле кт солнаа.

Результаты сравнительных испытаний титан-двуокисномарганцевых анодов в различных средах приведены в табл, 2.

Таким образом, аноды, изготовленные по предлагаемому способу, отличаются более продолжительным сроком службы в различных средах, так как они обладают большей химической стойкостью.

Формула изобретения

Способ изготовления титан-двуокисномарганцевого анода, включающий нанесение промежуточного покрытия на основу иэ титана и получение двуокиси марганца из электролита на основе сернокислого марганца, о т л и ч в ю шийся тем, что, с целью увеличения срока службы анода за счет улучшения сцепления двуокиси марганца с основой, нанесение промежуточного покрытия нв пористый титан осуществляют электролизом из электролита никелирования при плотности тока 3-5 А/дм, а элект2 ролит на основе сернокислого марганца содержит перхлорат аммония в количестве

1-5 г/л.

1-О3 13

Т а б л и ц а?

Способ изготовления

Вид испытаний анодов

Предлагаемый Прототип

Сцепление МпО< с основой титана число термоударов, выдержанных электродом

20

24 напряжение на электролизе, В

8-10

5-6 потери массы МпО по окончанию электролиза, мг/м2

220

100

Бе э из ме нем ий внешний вид анодов

100

100

6-7

10-12

100

Беэ изменений

Раэрыхление слоя

МпО

Электролиз в растворе серной кислоты, концентрация 100 г/л: длительность электролиза,ч, при плотности тока 10 А/дн

50 50

5-6

8-10

120 250

Беэ видимых из- Трещины и сколы менений МпО, Составитель А.Стадник

Редактор О.Юрковецкая Техред М.Моргентал Корректор Т,Палий

Заказ 41 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва. Ж-35, Раушская наб.. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина. 101

Электролиэ в отработанном аммиачном растворе травления печатных плат (концентрация Си й+ в пересчете на металл 100 г/л): длительност ь электролиза, при плотности тока 5 А/дм2

Электролиз в разбавленном электролите цинкования (концентрация

2+

Zn в пересчете на металл)

0,05 г/л): длительность эле ктролиза, ч, при плотности тока 1 А/дм2 напряжение на электролизе,В потери массы 0<, мг/м внешний вид напряжение на электролиэере, В потери массы МлО, мг/( внешний вид анода

Образование белого осадка солей на поверхмости МпО