Способ изготовления анодов

Способ изготовления анодов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Объектом данного изобретения является способ получения формоустойчивого анода путем гальванического нанесения электропроводного слоя, по меньшей мере, из одного благородного металла и/или, по меньшей мере, одного сплава благородных металлов, на предварительно очищенную основу из электропроводного клапанного металла и последующего нанесения электрокаталитически активного покрытия, заключающийся в том, что гальваническое нанесение осуществляют из солевого расплава . 1 з.п.ф-лы.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (505 С 25 В 11/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) .!

lj

1, . —.Ь

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (21) 4743064/26 (22) 16.02.90 (46) 30.08.93. Бюл. М 32 (31) Р 3905082.3 (32) 18.02.89 (33) DE (71) Байнер АГ (0Е) (72) Гельмут Клотц, Райнер Вебер, Норберт

Ленхофф и Ганс-Дитер Блокк (DE) (56) Патент США N 3663414, кл. 204-290 F, 1972. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ АНОДОВ

Изобретение относится к технологии получения электродов, в частности к способу получения формоустойчивого анода, Целью изобретения является повышение термостойкости.

Поставленная цель достигается в способе получения формоустойчивого анода путем гальванического нанесения электропроводного слоя из платины и последующего нанесения электрокаталитически активного покрытия за счет того, что гальваническое нанесение осуществляют иэ солевого расплава, Получаемый согласно изобретению анод используют предпочтительно для электролитического получения дихроматов щелочных металлов, хромовой кислоты, перхлоратов, хлоратов, персульфатов и перекиси водорода, для электролитического осаждения металлов, таких как хром, медь, цинк или благородные металлы, и для осуществления различного рода методов гальваниэации или гальваностении.,,!Ж ÄÄ 1838450 А3 (57) Объектом данного изобретения является способ получения формоустойчивого анода путем гальванического нанесения электропроводного слоя, по меньшей мере, из одного благородного металла и/или, по меньшей мере. одного сплава благородных металлов, на предварительно очищенную основу из электропроводного клапанного металла и последующего нанесения электрокаталитически активного покрытия, заключающийся в том, что гальваническое нанесение осуществляют из солевого расплава. 1 з,п.ф-лы.

В качестве электропроводного клапанного металла используют, в частности, титан, тантал, ниобий, цирконий или их

cllllBBbl. Очистку основы осуществляют известным образом, Электрокаталитически активное покрытие предпочтительно состоит из одной оки. си или нескольких окисей титана, тантала, ниобия, циркония и/или одной окиси или нескольких окисей металлов платины. Покрытие можно получать известным образом, например, пиролизом путем термического разложения соединений указанных металлов, методом мокрой гальванизации или гальванизации в расплаве или путем распыления.

Для получения электропроводного промежуточного слоя использую платину. Возможно. однако, также. использование других благородных металлов, таких как золото, серебро, родий и палладий, их сплавы, а также их сплавы с платиной и иридием.

Гальваническое нанесение промежуточного ., слоя осуществляют из безводного, цианистоt

1838450

55 го солевого расплава при температуре 500600 С и плотности тока на катоде 1 - 5

А/дм, Толщина промежуточного слоя предпочтительно составляет 1, 5 до 30 мк, причем особенно предпочтительна толщина между 1,5 и 5 мк. Однако, также возможна толщина слоя менее 1,5 мк и больше 30 мк.

Нижеследующие примеры поясняют предлагаемый способ.

Пример 1. На титановый электрод с передней проецированной поверхностью

11 4 см х 6.7 см, предварительно очищенный путем удаления окисного слоя и травления с помощью щавелевой кислоты, наносят слой платины толщиной 2,5 мк путем гальванического осаждения из безводного, содержащего 52 вес. цианида калия платины и 48 вес. Д цианида натрия платины, расплава, Полученное таким образом формованное изделие увлажняют с floмощью волосяной кисти раствором следующего состава:

0,8 г 1 r CI4 х Н О (51 1 rj

6,2 мл 1-бутанола

0,4 мл 37 — ной соляной кислоты, Увлажненный анод в течение 15 мин высушивают при 250 С и затем подвергают термообработке в печи при 450 С в течение

25 мин. Это мероприятие повторяют шесть раз. причем термообработку осуществляют только после второго, четвертого и шестого раза по окончании увлажнения и высушивания, При этом на платиновом промежуточном слое титанового электрода образуется покрытие, содержащее приблизительно 200 мг иридия, С помощью этого анода в электролизере,. анодные камеры которого выполнены из чистого титана, а катодные камеры — из нержавеющей стали, и у которого электродные камеры отделены катионитовой мембраной фирмы ДюПон, обозначенной Нафион 324, раствор дихромата натрия переводят в содержащий хромовую кислоту раствор. Катоды выполнены из нержавеющей стали, а расстояние электродов от мембраны составляет во всех случаях 1,5 мм. В анодные камеры вводят раствор дихромата натрия, содержащий 800 г/n NazCrzOz 2HzO, Скорость подачи выбирают так, чтобы в выходящих из ячеек электролизера анолитах устанавливалось молярное соотношение ионов натрия к хрому (Vl), равное 0,6, В катодные камеры вводят воду со скоростью, обеспечивающей выход из ячеек 20 -ного натрового щелока. Температура электролиза составляет во всех случаях 80 С, а плотность тока - 3 кА/м проецированной передней поверхности анодов и катодов. За продолжительность опыта. составляющую

250 дней, устанавливается постоянное напряжение ячейки 3,8, что показывает, что пассивация анода не произошла и таким образом злектрокаталитически активный слой проявляет полную работоспособность в течение опыта.

Пример 2. Повторяют пример 1 с той разницей, что в качестве материала для электрокаталитически активного покрытия использую также платину, причем покрытие также наносят гальванизацией из солевого расплава. Толщина слоя платины при этом составляет 2,5 мк.

С помощью этого анода раствор дихромата натрия переводят в содержащий хромовую кислоту раствор аналогично примеру

1 в идентичных условиях.

Во время опыта, продолжающегося 361 день, устанавливается постоянное напряжение ячейки, равное 4,8 В, т,е. пассивация анода не произошла. Однако, сравнение с примером 1 показывает, что анод примера

2 имеет немного большее напряжение кислорода, Пример 3, На титановый электрод с передней проецированной поверхностью

11,4 см х 6,7 см предварительно очищенный путем удаления окисного слоя и травления с помощью щавелевой кислоты, наносят слой платины толщиной 2,5 мк путем его осаждения из безводного, содержащего 52 вес, циаинида калия платины и 48 вес. { цианида натрия платины, расплава при

550 С и плотности тока 2 Аlдм . Полученное таким образом формованное изделие увлажняют с помощью волосяной кисти раствором следующего состава:

0,8 г 1rClp xHgO (51 1 r3

6,2 мл 1-бутанола

0,4 мл 37 -ной соляной кислоты.

Увлажненный анод в течение 15 мин сушат при 250 С и затем подвергают отжигу в печи при 450 С в течение 25 мин. Это мероприятие повторяют шесть раз, прИчем отжиг осуществляют только после второго, четвертого и шестого раза по окончании увлажнения и сушки. При этом на платиновом промежуточном слое титанового электрода образуется покрытие, содержащее приблизительно 200 мг иридия.

С помощью этого анода в электролизере, анодные камеры которого выполнены из чистого титана, а катодные камеры — из нержавеющей стали, и у которого электродные камеры отделены катионитовой мембраной фирмы ДюПон, обозначенной Нафион 324, раствор дихромата натрия переводят в содержащий хромовую кислоту раствор, Катоды выполнены из нержавеющей стали. а расстояние электродов от мембраны со1838450 ставляет во всех случаях 1,5 мм. В анодные камеры вводят раствор дихромэта натрия, СЬдержащий 800 г!л Ка2Сг207 2Н20. СкоpIDcTb подачи выбирают так, чтобы в выходяЩих из ячеек электролизера анолитах устанавливалось малярное соотношение иЬнов натрия к хрому (I/I), равное 0,6, В кэтодные камеры вводят воду со скоростью, обеспечивающей выход из ячеек 20;ь-ного нэтрового щелока. Температура электролиза составляет во всех случаях 80 С, а плотность тока - 3 Аlдм проецированной передней поверхности анодов и катодов, За продолжительность опыта,. составляющую

250 дней, устанавливается постоянное напряжение ячейки 3,8 В, что показывает, что пассивация анода не произошла и таким образом электрокаталитический активный слой проявляет полную работоспособность в течение опыта, Пример 4. Повторяют пример 1 с той разницей, что и в качествс материала для электрокаталитического активного покрытия используют платину, причем покрытие также наносят осаждением из coneeoro расплава. Толщина слоя платины при этом составляет 2,5 мк, С помощью этого анода раствор дихромата натрия переводят в содержащий хромовую кислоту раствор аналогично примеру

1 в идентичных условиях.

Во время опыта, продолжающегося 361 день, устанавливается постоянное напряжение ячейки, равное 4,8 В то есть пассивация анода не произошла. Однако, сравнение с примером 1 показывает, что аНод примера 2 имеет немного большее напряжение кислорода, Пример 5. Повторяют пример 1 с той разницей, что осаждение из солевого расплавыа осуществляют при плотности тока 1

А/дм . При этом за продолжительность опыта, составляющую 150 дней, устанавливается постоянное напряжение ячейки 3,8

В, что показывает, что пэссивация анода не произошла и таким образом электрокаталитический активный слой проявляет полную работоспособность в течение опыта.

Пример 6. Повторяют пример 1 с той разницей, что осаждение из солевого расплава осуществляют при плотности тока 5

А/дм, При этом за продолжительность оПыта, составляющую 270 дней, устанавливается постоянное напряжение ячейки 3.8

В, что показывает, что пассивация анода не произошла и таким образом электрокаталитический активный слой проявляет полную работоспособность в течение опыта.

Пример 7, Повторяют пример 1 с той разницей, что осаждение из солевого расплава осуществляют при 500 С. При этом эа продолжительность опыта, составляющую

250 дней, устанавливается постоянное на5

10 пряжение ячейки 3,8 В, что показывает, что пассивация анода не произошла и таким образом электрокаталитический активный слой проявляет полную работоспособность в течение опыта.

15 тем, что нанесение электропроводного слоя платинь1 осуществляют из безводного расплава, содержащего 48 мас.,4 цианида натрия платины и 52 мас. ф, цианида калия платины.

Пример 8. Повторяют пример 1 с той разницей, что осаждение иэ солевого расплава осуществляют при 600 С. При этом за продолжительность опыта. составляющую

20 250 дней, устанавливается постоянное напряжение ячейки 3,8 В, что показывает, что пассивэция анода не произошла и таким образом электрокаталитический активный слой проявляет полную работоспособность

25 в течение опыта.

Пример 9 (сравнение согласно прототипу), Повторяют пример 1 с той разницей, что используют титановый анод, у которого промежуточный платиновый слой наносят

30 осаждением из оаствора при 80 C и плотно, сти тока 2 А/дм, При этом уже через 5 дней напряжение ячейки повышается с 5 до 8,5 В, вследствие чего приходится заменить анод.

Формула изобретения

35 1. Способ изготовления анодов для электролитических процессов, включающий нанесение на титановую основу электропроводного слоя из платины с последую- щим нанесением электролитически

40 активного покрытия из оксидов иридия и отжиг, отличающийся те и, что, с целью повышения термостойкости анода, нанесе.ние электропровсдного слоя платины осуществляют из безводного расплава смеси

45 ее цианидов щелочных металлов при плотности тока 1-5 А/дм и температуре 500600 С.

2, Способ по п.1, отличающийся