Электрод для электрохимическогоокисления сернистого ангидрида

Электрод для электрохимическогоокисления сернистого ангидрида

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советски и

Социалистическии

Республик

С 25 В 11/06 с присоединением заявки ¹ звеуддротееииьш комитет

СССР (23) П риоритет аа деизм изобретений и етирытий

Опубликовано 07.06.81- Бюллетень,% 21

Дата опубликования описания 7 .06 .81 (53) УДК621.3. .035.2(088.8) (72) А вторы изобретения

В.С. Багоцкий, М. P.Òàðàñåâè÷, Г.В. Штейнберг -....

Н.А.Уриссон, В.П.Бочин и Л.В.Опарин: (71) Заявитель (54) ЭЛЕКТРОД ДЛЯ ЭЛЕКТРОХИИИЧЕСКОГО

ОКИСЛЕНИЯ СЕРНИСТОГО АНГИДРИДА

Изобретение относится к области электротехники, а именно к инертным электродам, обладающим каталитической активностью в реакции электрохимического окисления сернистого ангидрида и может быть использовано в химической и металлургической промь пленности.

Известен электрод для электроокисления сернистого ангидрида из активированного уганя, катализирован10 ного алюминиево-ванадиевой шпинелью и платиной (! 1. Недостатком такого электрода является сложность изготовления, больIS шое содержание платины и низкая электрохимическая активность.

Наиболее близким к описываемому изобретению по технической сущности является электрод для химического источника тока, содержащий активный слой, представляющий собой смесь. катализатора и гидрофобизатора, .например фторопласта, и гидрофобный

2 слой, нанесенные на металлическую основу, выполненную в виде сетки, являкициеся токоотводом (2,). .Недостатком такого электрода,яв-. ляется то, что он не активен при электрохимическом окислении серни- . стого газа.

Целью изобретения является повышение активности электрода в реакции окисления сернистого ангидрида.

Поставленная цель достигается применением электрода, содержащего активный слой, представляющий собой смесь катализатора и гидрофобизатора, и гидрофобный слой, нанесенные на токоподводящую основу, причем катализатором является активированиый уголь, промотированный платиной и золотом в количестве 5-10 вес.Х при соотношении платины к золоту

9:1-6:4.

Количество добавок золота и пла тины менее 5Х не ведет к увеличению активности электрода, а более 10Х

83622

30

50 приводит к черезмерному удорожанию электрода без существенного увеличе» ния его активности.

Пример l. Газодиффузионный электрод с активным слоем,(навеска

15 мг/см состава, 7.: активированный уголь 80; и фторопласт 20-40, испытан в реакции окисления сернио стого ангидрида при 22 С в свободном объеме электролита в 4,5 Й серной 10 кислоте при продувке газовой стороны электрода сернистым ангидридом при перепаде давления 70-100 мм вод.ст.

За меру активности принимали плотность тока при потенциале 575 мВ относительно водородного электрода в том же растворе. Плотность тока при указанном потенциале составила

0,3, МА/см

2.

Пример 2. Электрод по приме- -0 ру 1, активный слой которого содержит

5 вес.% платины, соответственно

0 75 мг платины на 1 см видимой поверхности электрода. Условия ис25 пытания и определения активности, как в примере l. Исходя из плотности тока, гри потенциале 575 мВ определяли удельную .активность на единицу веса платины. Для данного электрода плотность тока составляет 3, 7 мА/см соответственно, удельная активность 4,9 мА/мг.

П р и и е р 3. Электрод по примеру 2, активный слой которого со35 держит 10 вес.X платины, соответственно 1,5 мг платины на 1 см видимой поверхности электрода. Условия испытания и определение активности, как в примере 2.

Для данного электрода величина тока составляет 13 мА/см, удельная активность 8,66 мА/см. Дальнейшее увеличение содержания платины не приводит к возрастанию ее удель45 ной активности. Последнее объясняется тем, что при увеличении концентрации платины в угле наблюдается снижение ее удельной поверхности.

Пример 4. Электрод по примеру 1, активный слой которого содержит 10 вес.Ж соосажденных платины и золота, причем соотношение платины и золота 9:1, при общей навеске катализатора 15 мг/см количест55 ва платины и золота соответственно составляют 1,35 и 0,15 мг/см види"

2 мой поверхности электрода. Условия испытания и определения активности, 5 4 как в примере 2, но удельная весовая активность рассчитывалась на общее количество металла. Для данного электрода величина тока составляет

60 мА/см, удельная активность

40 мА/мг..

Пример 5. Электрод по примеру 4, но соотношение платины и золота в угле 6:4, при общей навеске катализатора 15 мг/см количества платины и золота соответственно составляют 0,9 и 0,6 мг/см . УслоZ. вия испытания и определение активности, как в примере 4. Для данного электрода величина тока составляет 63 мА/см7; удельная активность

43 мА/мг.

П р и м е, р 6. Электрод по примеру 2, но активный слой которого содержит 10 вес.% золота, соответственно 1,5 мг золота на 1 см види1 мой поверхности электрода. Условия испытаний и определение активности, как в примере 2. Для данного электро. 7 да величина тока составляет 4 мА/см удельная активность 2,6 мА/мг, 1

Как следует из приведенных данных, высокая активность электрода обеспечивается только при одновременном наличии платины и золота в соотношении 9:1-6:4 (примеры 4-5} в то время, как электроды, промотированные только золотом (пример 6) или платиной (примеры 2, 3), проявляют значительно меньшую активность.

Экономически целесообразно использовать этот электрод в водородных электролизерах с деполяриза.цией сернистого ангидрида на аноде.

Такие электролизеры значительно экономичнее щелочных, применяемых в настоящее время. Использование данного электрода на установке получения водорода электролизом серной кислоты с деполяризацией сернистого ангидрида на аноде производительностью 100 м /ч по водороду позволит получить экономический эффект около 250-300. тыс. руб. в год по сравнению с действующими промышленными установками ВФ-500 по щелочному электролизу воды.

Формула изобретения

Электрод для электрохимического окисления сернистого ангидрида, со5 83 держащий активный слой, представля-. ющий собой смесь катализатора и гидрофобизатора, и гидрофобный слой, нанесенные на токоподводящую основу, отличающийся тем, что, с целью. повышения активности электрода, в качестве катализатора он содержит активированный уголь, промотированный платиной и золотом в количестве 5-10 вес.7 при соотношении платины к золоту

9:!-6:4.

6225 6

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе, 1. Н.Miesener, Die Durchfuhruna

technischer Redoxproresse in electrochemischen 8rennstoffelement, Deuxiemes Journees internation

d Etude des piles à Coubugtille.

19-23, VI, 1967. Bruxelles р. 193200.

1î 2. Авторское свидетельство СССР

И 445947, кл. Н 01 М 4/86, 1973 (прототип).

Составитель Т.Барабаш

Редактор Л.Курасова Техред З.Фанта Корректор И.Макаренко

Заказ 2 6 17 Тираж 704 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/S

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4