СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТИТАНОВОГО ЭЛЕКТРОДА Российский патент 2013 года по МПК C25B11/00 

Изобретение относится к области электрохимических технологий и касается способа изготовления титановых электродов (катодов), применяемых в конструкциях устройств электролиза.

Техническим результатом изобретения является увеличение каталитической активности поверхности электрода - активация электрода.

Известен ряд конструкций электролизных устройств, содержащих титановые электроды различной конфигурации, направленных на увеличение эффективности производительности электролизных устройств.

Так, например, известно устройство для электрохимической обработки жидкости RU 2063932 от 20.07.1996, содержащее электрохимическую ячейку, выполненную из титановых вертикальных коаксиальных цилиндрического и стержневого электродов.

Согласно патенту RU 26796 от 20.12.2002 известен проточный электролизер, состоящий из емкости с расположенными на противоположных ее стенках входным и выходным патрубками и средств подвода тока. В емкости находятся группы титановых монополярных и биполярных вертикальных пластинчатых электродов.

Также известно устройство для электролиза, реализованное в RU 2199610 от 27.02.2003, содержащее вертикально установленные электроды.

Из RU 70896 от 03.08.2007 и RU 86188 от 11.01.2009 известен электролизер, содержащий пакет из параллельных рядов биполярных и монополярных пластинчатых титановых электродов.

Приемы, применяемые в вышеуказанных конструкциях, хотя и позволяют решить задачу электролиза, однако не являются достаточно эффективными.

Сущность предлагаемого способа заключается в том, что с целью увеличения эффективной поверхности электрода и обеспечения достаточно низкого перенапряжения, при заданной плотности тока, поверхность титанового электрода обрабатывают в водном растворе, содержащем 300-350 г/л солянокислого гидроксиламина, 40-50 г/л кислого фтористого аммония, в течение 1-2 мин при температуре 80-90°С.

Затем титановые электроды промывают в горячей воде и обрабатывают в водном растворе фтористого аммония 20-25 г/л и 1-1,5 г/л уротропина в течение 0,5-1 мин при температуре 18-25°С.

Новым в способе является то, что при этом происходит повышение каталитической активности поверхности электрода - активация электрода.

Как показали эксперименты при электролизе водных растворов хлоридов щелочных металлов, вышеуказанный прием приводит к увеличению концентрации активного хлора в полученном продукте - гипохлорите натрия - на 5-10%.

Для проведения эксперимента была собрана электролизная установка, изображенная на фиг.1. В емкости (1) находится водный раствор поваренной соли концентрацией 30 г/л. В первом случае экспериментальный активированный титановый катод (2), образующий вместе с анодом (3) электролизную ячейку, погружен в раствор и имеет потенциал в 3,5 В от источника постоянного тока (4). Концентрация активного хлора в получаемом гипохлорите натрия замеряется йодометрическим методом по ГОСТ 18190-72 с предварительным разбавлением пробы в 1000 раз.

Во втором случае вместо активированного катода используется контрольный обычный титановый катод.

На фиг.2 изображен график зависимости концентрации активного хлора от времени электролиза для активированного (Ряд 1) и обычного (Ряд 2) катода.

Как видно из графика, при заданной плотности тока с течением времени величина концентрации активного хлора в получаемом гипохлорите натрия в емкости с экспериментальным активированным катодом больше на 5-10%, чем в емкости с контрольным обычным катодом.

Таким образом, титановый катод с активированной поверхностью увеличивает производительность электролизной ячейки по активному хлору.

Приведенный пример свидетельствует, что в случае изготовления титанового электрода по предлагаемому способу удается достигнуть большего КПД электролизных устройств, применяющих в своей конструкции электроды любой формы (плоской, цилиндрической, сетчатой, коаксиальной, стержневой или любой другой).

Из приведенного выше описания понятно, что предлагаемое изобретение может быть реализовано не только в соответствии с рассмотренным примером реализации, но и в других конкретных формах без отступления от существа изобретения, определенного его формулой.

Изобретение относится к способу изготовления титанового электрода и может быть использовано для водоподготовки и очистки сточных вод, где применяется раствор гипохлорита натрия NaClO, содержащий активный хлор. Способ изготовления титанового электрода (катода), применяемого для электролиза жидкости, включает предварительную обработку поверхности титанового электрода в водном растворе, содержащем 300-350 г/л солянокислого гидроксиламина, 40-50 г/л кислого фтористого аммония, в течение 1-2 мин при температуре 80-90°С, промывку в горячей воде и последующую обработку в водном растворе фтористого аммония 20-25 г/л и 1-1,5 г/л уротропина в течение 0,5-1 мин при температуре 18-25°С. Способ предусматривает обработку поверхности электродов любой формы, в том числе плоской, цилиндрической, сетчатой, коаксиальной, стержневой и т.п. Повышение каталитической активности поверхности электрода, которая обеспечивает низкое перенапряжение при заданной плотности тока, является техническим результатом изобретения. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ изготовления титанового электрода (катода), применяемого для электролиза жидкости, отличающийся тем, что, с целью увеличения эффективной поверхности электрода (повышение каталитической активности) и обеспечения достаточно низкого перенапряжения, при заданной плотности тока, после предварительной обработки поверхности титанового электрода в водном растворе, содержащем 300-350 г/л солянокислого гидроксиламина 40-50 г/л кислого фтористого аммония в течение 1-2 мин при температуре 80-90°С, титановые электроды промывают в горячей воде и затем обрабатывают в водном растворе фтористого аммония 20-25 г/л и 1-1,5 г/л уротропина в течение 0,5-1 мин при температуре 18-25°С.

2. Способ изготовления титанового электрода по п.1, отличающийся тем, что может быть применен для электродов любой формы (плоской, цилиндрической, сетчатой, коаксиальной, стержневой или любой другой формы).