Способ получения электрода

Способ получения электрода

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(! !) 6442У2

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВКДЕТЕЛЬСТВУ

Веее Ьветем

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 02.08.76 (21) 2394149/23-26 (51) М. Кл, С 25 B 11/10 с присоединением заявки №вЂ”

Государствеиный комитет

СССР пе делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 30.08.82. Бюллетень № 32

Дата опубликования описания 30.08.82 (53) УДК 621.3.035.2 (088.8) :»

/ - „.„, 1 ;.

1 "; »

В. В. Лосев, В. В. Городецкий, М. М. Печерский и Н .:К Бунэ "::"".:

1 к»

». (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЭЛЕКТРОДА

Изобретение относится к способу получения анодов для различных электрохимических процессов, преимущественно для электролиза водных растворов хлоридов щелочных металлов с целью получения хлора и щелочи, а также хлоратов.

Известен способ получения электродов, в оснрвном для получения хлора и щелочи, путем нанесения на металлическую основу из Ti, Та, Zr или Nb активного покрытия, в состав которого входят окислы металлов группы платины.

Недостатками электродов, полученных таким способом, являются недостаточная прочность сцепления покрытия с материалом основы, а также сложность их изготовления..

Известен способ получения электродов для электрохимических процессов, в частности для получения хлора и щелочи, путем нанесения рутения на титановую основу с последующей термической обработкой в инертной атмосфере при 350—

450 С.

Недостатком данного способа является невысокая коррозионная стойкость получаемого электрода и низкая селективность по отношению к реакции выделения хлора, что приводит к уменьшению выхода конечного продукта и его загрязнению. Скорость растворения электрода составляет

2. 10 — г/см ч, а содержание кислорода в выделяющемся на электроде газе составляет 1,5 об. %.

5 С целью устранения указанного недостатка предложен способ получения электрода для электрохимических процессов путем нанесения рутения на титановую основу с последующей термической обработ-! о кой при 350 — 600 С в инертной атмосфере в присутствии кислорода в !вличестве

5 ° 10 — — 1 ° 10 — об. % с последующей анодной обработкой в гальваностатическом или потенциостатическом режиме.

15 Анодную обработку в гальваностатическом режиме ведут при плотности тока

10 — 50 мА/смз до возрастания потенциала электрода на 0,3 — 0,5 В от первоначального значения при данной плотности тока.

2о Анодную обработку в потенциостатическом режиме ведут при начальной плотности тока 10 — 50 Ма/смз до установления стационарной величины тока.

Установлено, что подвергнутые такой

25 обработке электроды обладают высокой коррозионной стойкостью; хлор выделяется на них со столь же низким перенапряжением, как на необработанных электродах из металлического рутения; в то же время на электродах, подвергнутых указан644272

4 ной обработке, перенапряжение выделения кислорода оказывается значительно более высоким, т. е, селективность их возрастает.

Так, при анодной поляризации металличе-, ского рутения в растворе ЗМ NaC1+0,01М

НС1 плотностью тока 50 Ma/см, скорость растворения его составляет 5 10- г/см ч, а содержание кислорода в выделяющемся газе 5 — 7 об. %, а после предлагаемой обработки скорость растворения электрода в тех же условиях снижается до 1 ° 10- г/см, а содержание кислорода в газе до

0,2 об /ю

В качестве материала металлической основы используется Т1. Металлический рутений может наноситься любым из известных способов, например электролитически.

Анодную обработку можно проводить в растворах кислот, устойчивых в условиях анодной поляризации, или их солей. С целью исключения потерь рутения при анодной обработке целесообразно проводить ее в сернокислом электролите рутенирования;

Сочетание термической обработки с последующей анодной обработкой имеет важное значение. При одной только термической обработке электроды не обладают высокой корр озионной стойкостью, а содержание кислорода в выделяющемся на них газе значительно выше, чем на электродах,подвергнутых последующей анодной обработке.

При анодной обработке электродов, не подвергнутых предварительно термообработке, происходит разрушение активного покрытия.

Получаемые предлагаемым способом электроды обладают высокой механической и коррозионной стойкостью. При использовании их в качестве анодов при электролизе хлоридов щелочных металлов с целью получения хлора и щелочи расход рутения на 1 т хлора составляет 60 мг против 150 мг в случае используемых в настоящее время электродов на основе двуокиси рутения.

Следует отметить также, что с увеличением плотности тока на таких электродах расход рутения уменьшается. Электроды, получаемые в соответствии с предлагаемым способом, отличаются также высокой селективностью в отношении целевого продукта. Указанные свойства электродов позволяют с успехом использовать их в качестве анодов при электролизе растворов

Таблица 1

Содержание кислорода в аргоне, об.

1 ° 10

5.10 — 10--" меньше 2 10-

510 8 г/см -ч

2 10- г/см ч, что отвечает расходу 60 мг на

1тС1

При анодной обработке происходит полное растворение рутения и запирание электрода

Скорость коррозии рутения в растворе ЫаС1 170 г/л, рН 1,5 при 80 С и плотности

"ока 250 мА/см . хлоридов щелочных метал3йв "с целью получения хлора и щелочи, хлбратов, а также в других электрохимических процессах.

Пример 1. На титановую пластину

10 10 0,5 мм после трех-, четырехкратного декапирования (с промежуточной промывкой в дистиллированной .воде) в концентрированной кипящей соляной кислоте наносят гальванический осадок металлического рутения 0,4 мг/см . После высушивания электрод помещают в трубчатую кварцевую печь и прогревают в токе аргона, содержащего 1 ° 10- об. /о кислорода при

450 С в течение 6 ч. После охлаждения

15 электрод извлекают из печи, помещают в электрохимическую ячейку, заполненную раствором 1М (NH4) gSO4+0,01MHgSO4 нагретым до 50 С, и пропускают через него анодный ток плотностью 25 Ма/см . После

20 возрастания потенциала электрода от 1,3 в начале поляризации до 1,6 В поляризацию прекращают. Полученный таким образом электрод испытывают в качестве анода в условиях электролиза хлоридных растворов щелочных металлов с целью получения хлора. Концентрация раствора NaC1

170 г/л, температура 80 С, величина рН 1,5, плотность тока 250 Ма/см . В процессе

80-часовых испытаний измеренная величи80 на потенциала электрода (1,375 по нвэ) не изменялась. Скорость растворения, измеренная радиометрическим способом, составляет 2 10 — г/см ч (60 мгКп на 1 т С1я) содержание кислорода в выделяющемся

85 газе 0,2 об. /р.

Пример 2. Электрод получают так же, как описано в примере 1, но анодную обработку проводят при постоянном потенциале 1,40 В до установления в процессе ее снижения стационарной величины тока.

Электрод испытывают в растворе такого же состава при 50 С и плотности тока

50 Ма/см . В течение 100 ч испытаний измеренный потенциал электрода (1,370 В)

45 не меняется. Скорость растворения Ru составляет 1 ° 10- г/см ° ч (150 мг Кп на

1 т.С12), содержание кислорода в выделяющемся газе 0,2 об. %.

50 Из табл. 1 видно в каком интервале концентраций кислорода в аргоне можно проводить термообработку без ухудшения свойств электродов.

644272

Таблица 2

Возрастание потенциала при анодной обработке на 0,3 — 0,5 В выше 0,6 В на 0,1 — 0,2 В

Характеристики электрода при поляризации его в растворе NBC1 170 г/л, рН 1,5 при 80 С и плотности тока 250 мА/см

Резко возрастает потенциал электрода, а следовательно напряжение на ванне

Скорость коррозии

2.10- А/см = 1,375 В по нвэ

Скорость коррозии

1.10-" А/см = 1,375 В по нвэ

Формула изобретения

Техред А. Камышиикова Корректор Н. Федорова

Редактор П. Горькова

Заказ 1181/11 Изд. Ха 207 Тираж 883 Подписное

НПО «Поиск> Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, %-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

Из табл. 2 видно, что при обработке электродов в гальваностатическом режиме наилучшие характеристики электродов поТаким образом предложенный способ позволяет увеличить коррозионную стойкость электрода и его селективность.

1. Способ получения электрода дляэлектрохимических процессов путем нанесения рутения на титановую основу с последующей термической обработкой в инертной атмосфере, отличающийся тем, что, с целью повышения коррозионной стойкости и увеличения селективности электрода, термическую обработку ведут в присутствии кислорода в количестве 5 — 10 — — 1 10 — об. /о с последующей анодной обработкой в гальваностатическом или потенцйостатическом режиме. лучаются при возрастании потенциала на

0,3 — 0,5 В.

2. Способ по п. 1, отличающийся

5 тем, что анодную обработку в гальваностатическом режиме ведут при плотности тока

10 — 50 Ма/см до возрастания потенциала электрода на 0,3 — 0,5 В от первоначального значения при данной плотности тока.

10 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что анодную обработку в потенциостатическом режиме ведут при начальной плотности тока 10 — 50 Ма/смз до установления стационарной величины тока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Пат. США № 3864163, кл. 204 †1, опублик, 1974 г.

20 2. Пат. Великобритании № 1356701, кл. С 7В, опублик. 03.01.72 (прототип).