Способ изготовления анода Советский патент 1991 года по МПК C25B11/00 

Изобретение относится к технической электрохимии, в частности к способам изготовления металлоксидных анодов, которые используются для электрохимических процессов получения хлора и неорганических хлорпродуктов.

Цель изобретения - обеспечение стабильности работы анода при сохранении высокой электрокаталитической активности - достигается сочетанием последовательных стадий послойного катодного электроосаждения композиций, содержащих гидроксиды олова и палладия при незначительном количестве металлической фазы, и термической обработки осадка, а также использованием электролита на основе борфтористово- дородного олова и хлористого палладия, проведением электролиза в гальваностатическом режиме.

Нанесение покрытия из кислого (рН 1,3-1,6) борфтористоводородного

электролита, обладающего небольшим травящим действием, предотвращает окисление титановой основы. Использование соли четырехвалентного олова, в отличие от применяемых при нанесении металлических оловянных покрытий солей двухвалентного олова, обусловлено ее более высокой способностью к гидролизу, в результате чего при повышении рН приэлектродного слоя в процессе электролиза образуются гидроксиды олова, которые включаются в покрытие. Указанные пределы рН реализуются в процессе приготовления электролита. Изменение рН в ту или иную сторону нецелесообразно ввиду того, что при рН 1,0 увеличивается травящая способность электролита и возрастает доля металлической базы в пок- рытии, а увеличение рН выше 2,0 при-- водит к гидролизу борфтористоводородного олова и образованию в растворе

(Л

с

оэ

со

оо

Is5

О

оо

осадка гидроксида олова. Количество пропущенного электричества при нанесении отдельных слоев составляет 0,5 Кл, суммарное количество 3 Кл.

В процессе термообработки первых слоев покрытия в результате термодиффузии и термоокисления происходит образование безбарьерного переходного слоя с высокой электропроводностью и защитными свойствами, обеспечивающими надежный омический контакт в течение длительной эксплуатации анода. Каждый слой подвергается термообработке при температуре 600-650°С в течение 1,5- 3,0 мин. Конечное покрытие прогревается при той же температуре в течение 30-40 мин. Указанные временные интер,- валы необходимы, чтобы, с одной сто- , роны, обеспечить образование оксидов олова и палладия, с другой стороны, избежать глубокого окисления титановой подложки. Поэтому при термообработке отдельных слоев достаточным является время 1 ,5-3,0 мин. Для полного окисления с образованием оксидов и спекания отдельных слоев всего покрытия термообработка проводится в течение 30-40 мин.

Концентрация оксида палладия в покрытии определяется соотношением концентраций ионов олова и палладия в растворе электролита, а также величиной плотности тока, при которой происходит осаждение, то есть состав покрытия регулируется соотношением скоростей осаждения компонентов. Так, изменение концентрации хлорида палладия в пределах 0,1-0,5 г/л при концентрациях борфторида олова 100-150 г/л и варьировании плотности тока в интервале 50-100 мА/см2 позволяет получать покрытия SnOa с содержанием 4- 30 моль.% PdO. Закладка палладия при этом составляет 0,1-0,5 г/м2. Получаемые покрытия однородны по поверхности, имеют хорошую адгезию с под0

5

0

5

0

5

0

5

ложкой, высокую электрокаталитическую активность в реакции выделения хлора и низкую - в реакции выделения кислорода, что свидетельствует о вьГсокой селективности анода по отношению к хлорному процессу.

Результаты проведенных исследова-.

НИИ покрытий, полученных в различных условиях, приведены в таблице.

Величина перенапряжения выделения хлора определялась из поляризационных кривых, полученных в 4М растворе хлорида натрия (рН 1,5) при температуре 25°С, плотности тока 20 мА/см, перенапряжение выделения кислорода определялось в 1М серной кислоте при прочих равных условиях.

Сделанный на основании длительных испытаний расчет показывает,- что средняя скорость коррозии за период испы.таний им«ет величину 4«10 вг/см ч, что находится на уровне скоростей коррозии электродов ОРТА, используемых в настоящее время в хлорном элек- тролизе.

Формула изобретения

Способ изготовления анода для процессов электролиза хлоридных растворов , включающий нанесение на титановую основу каталитически активного покрытия, состоящего из оксидов олова и палладия, отличающийся тем, что, с целью обеспечения стабильности работы анода при сохранении высокой электрокаталитической активности, нанесение активного покрытия осуществляют послойным гальваническим осаждением из раствора, содержащего 1007150 г/л Sn(BF4)4 и 0,1-0,5 г/л PdCl, при плотности тока 50-100мА/см , последующей термообработкой каждого слоя при 600-650 С в течение 1,5- 3,0 мин, причем термообработка последнего слоя проводится в течение 30- 40 мин.

что,-не улучшая электрохимических свойств, снижает экономичность, 2. Оптимальные условия фор .ироваиия активных и стабильных покрытий обеспечиваете ЯД # 4, 3, б, 7, 8, 10.

Изобретение относится к технической электрохимии, в частности к способам изготовления металлооксидных анодов, которые могут быть использованы для электрохимических процессов получения хлора, гипохлоритов и хлоратов. Целью изобретения является обеспечение стабильности работы анода при сохранении высокой электрокаталитической активности. Способ основан на сочетании последовательных стадий послойного катодного осаждения и термообработки покрытия с использованием: электролита, содержащего бор- фторид олова (IV) 100-150 г/л и хлорид палладия 0,1-0,5 г/л; гальваностатического режима осаждения при плотности тока 50-100 мА/см2; промежуточной в течение 1,5-3 мин и конечной термообработок в течение 30-40 мин при температуре 600-650°С. 1 табл.