Патент ссср 369923
Иллюстрации
Реферат
t т с;=со . н и :т ., над
= .г,. 1
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
Союз Советских
Социалистических
Республик
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Зависимое от авт. свидетельства №
Заявлено 0911.1968 (№ 1216941/2 3-26) с присоединением заявки №
М, Кл. В 01k 3/06
Приоритет 10.П.1967, № 6490/67, Великобритания
Опубликовано 15.11.1973. Бюллетень № 11
Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Мин: строе
СССР
УДК 621,357.1.935.221 (088.8) Дата опубликования описания 16.IV,.1973
Автор изобретения
Иностранец
Генри Бернард Беер (Нидерланды) Иностранная фирма
«Кемнор Акциенгезельшафт, Лихтенштейн» (Нидерланды) Заявитель
ЭЛЕКТРОД ДЛЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ
Изобретение относится к технологии электрохимических производств, в частности к IIQлучению хлора и каустической щелочи.
Известен электрод для электрохимических процессов, содержащий токопроводящую подложку из пленкообразующего металла, в частности титана, с нанесенным на нее покрытием, устойчивьгм к электролиту и продуктам электролиза. Покрытие, выполненное в виде слоя из благородного металла, например IIIJIBTHHbl, может быть нанесено на часть IIIoBBpxHocTH подложки или покрывать ее полностью. Подложка электрода может иметь любую конфигурацию.
Цель изобретения — повысить химическую устойчивость и элвктрохимическую активность электрода.
Это достигается тем, что покрытие состоит из смеси одного или нескольких окислов пленкообразующих металлов (алюминия, т тта Ia, тантала, циркония, ниобия, висмута и вольфрама) с одним или несколькими металлами: палладием, платиной, родием, иридием, рутением, осмием, золотом, серебром, железом, никелем, хромом, свинцом, медью, марганцем, окислами этих металлов, нитридами, карбидами, сульфидами и углеродом, а также с их смесями, т. е. с различными комбинациями указанных выше благородных и неблагородных металлов, их окислов, нитридами, карбидами, сульфидами и углеродом. Покрытие содержит один или несколько окислов пленкообразующих металлов в количестве более
5 50 мол. % от состава смеси. Предлагаемый электрод может иметь подложку из любого электропроводного материала, устойчивого к электролиту и к продуктам электролиза, например из пленкообразующих металлов (алю10 миния, тантала, титана, циркония, висмута, вольфрама, ниобия), сплавов этих металлов, железа, никеля, свинца, а также из графита.
Покрытие на подложку может:быть нанесено химическим, термическим, электрохимиче15 ским методами или комбинированным способом на основе вышеуказанных методов.
П р и м ер 1. На титановую пластинку размером 100;к.100К1 /ялт (титан марки ASTM 6) несколько раз кистью наносят раствор, содер20 жащий 6,2 cr I бутилового спирта., 0,4 слтз
36%-ной НС1, 3 слi бутилтитаната и 1 г R и С1з. Титановую пластинку предварительно травят горячим раствором щавелевой кислоты, обрабатывают ультразвуком и сушат. После
25 нанесения на подложку раствора вышеуказанного состава электрод нагревают на воздухе в течение 1 — 5 лен при 300 — 500 С. Полученный электрод имеет слой покрытия, в остров которого входит окись рутения и,двуокись ти369923
Составитель Ф. Аьвович
Корректор Н. Прокуратова
Редактор Т. Фадеева заказ 949/6
Борисова
Техред Е.
iiçä. М 273
Тираж G78
Подписное
Типография, Сапунова, 2 пр. тана, Содержание двуокиси титана в смеси
70 мол. о/о.
Изготовленный электрод 1помещают в ванну с проточным электролитом — соляной кислотой и используют в качестве анода при электролизе с плотностью тока 2500 а/м и температуре
70 С в течение одного года. Катодом служит титановый электрод, покрытый серебром. Потери рутения составляют менее 0,1 г на тонну полученного хлора.
Изготовленный электрод используют в качестве анода в ртутном электролизере. KOHцентрация рассола 28%, рН электролита -2,5, температура 80 С, межэлектродное расстояние — менее 2,5 мм.
При плотности тока 10000 а/м величины перенапряжения — 80 мв относительно каломельного электрода сравнения. Величина перенапряжения сохраняется в течение длительного периода времени, .даже в том случае, когда имеет место короткое замыкание с амальгамой. Потери рутения — менее 015 г на тонну полученного хлора.
Изготовленный электрод используют в качестве анода в диафрагменном электролизере.
Концентрация рассола — 28 /о, в качестве катода используют стальной электрод, рН электролита 3,5, температура 80 С. При плотности тока 1000 а/м величина перенапряжения составляет 60 мв. Потери рутения — менее 0,1 г на тонну полученного хлора.
Изготовленный электрод может быть использован также.при катодной защите от коррозии, в .процессах электрохимического окисления органических соединений, при получении хлоратов, при гальв" íè÷åñêîì нанесении покрытий, например при осаждении золота на медь.
Пример 2. Графитовый электрод обрабатывают ультразвуком в течение 10 мин. 3атем на электрод при пониженном давлении наносят раствор, содержащий: 80 см Т1С!з (водный раствор) и 1 г КпС1а, и обрабатывают в течение 0,5 час при 300 — 800 С. Обработку:повторяют четыре раза. Полученный электрод имеет слой покрытия, в состав которого входит окись рутения и двуокись титана.
Содержание двуокиси титана 98,4 мол. %.
Изготовленный электрод используют в качестве анода в ртутном электролизере. Концентрация рассола 28%, рН электролита 2 5, температура 80 С, межэлектродное расстояние менее 2,5 мл . При .плотности тока
8000 а/м величина перенапряжения составляет 70 л в и не меняется в течение всего .процесса электролиза. Разрушения электрода и загрязнения электролита не наблюдается.
Регулировка межэлектродного расстояния не требуется, 5
Зо
4
Пример 3. Циркониевую пластинку обезжиривают и покрывают смесью, содержащей
10 см воды, 1 г хлорида золота, 3 см
25/о-ного раствора хлорида титана и 0,1 см смачивающего агента, Затем электрод нагревают на воздухе при
200 — 300" С и ловышенном давлении, Обработку повторяют восемь раз.
Изготовленный электрод имеет слой покрытия, содержащего 74 мол. двуокиси титана и 26 мол. % окиси золота, и может быть использован при электролизе разбавленных растворов серной кислоты.
Пример 4. Титановый стержень сначала обезжиривают, затем травят в течение 8 час в растворе щавелевой кислоты (10о -ной концентрации) при температуре 90 С. После этого на стержень кистью наносят раствор, содержащий 30 см водного раствора TiC13, 3 г безводного трехвалентного железа, 1 г двухвалентного железа, и нагревают электрод в атмосфере пара и воздуха при 450 — 600" С в течение 1 — 2 час.
Изготовленный электрод может быть использован при электролизе щелочей при плот,ности тока до 1000 а/м и при катодной защите от коррозии.
Предлагаемый электрод может быть использован в электрохимических,процессах получения хлора и каустической щелочи в ртутных и диафрагменных электролизерах, при получении хлоратов, гипохлоритов, персульфатов, перборатов, при окислении органических веществ, в качестве электродов в топливных элементах, при катодной защите от коррозии и в других процессах.
Предмет изобретения
1. Электрод для электрохимических процессов, содержащий токопроводящую подложку с нанесенным на нее покрытием, устойчивым к электролиту и продуктам электролиза, отличающийся тем, что, с целью повышения химической устойчивости и электрохимической активности электрода, покрытие состоит из смеси одного или нескольких окислов пленкообразующих металлов: алюминия, титана, тантала, циркония, ниобия, висмута и вольфрама с одним или несколькими металлами: палладием, платиной, родием, иридием, рутением, осмием, золотом, серебром, железом, никелем, хромом, свинцом, медью, марганцем, окислами этих металлов, нитридами, карбидами, сульфидами и углеродом, а также с их смесями.
2. Электрод по п. 1, отличающийся тем, что покрытие содержит один или несколько окислов пленкообразующих металлов в количестве более 50 мол. от состава смеси.