Способ изготовления активированного анода Советский патент 1976 года по МПК C25B11/00 

(54) снегов ИЗГОТОВЛЕНИЯ АКТИВИРОВАННОГО АНОДА

I

Изобретение относится к области технической электрохимии, а именно к способа.м изготовления анодов для электролиза водных растворов щелочей, например для электролиза воды.

Применяемые в настоящее время аноды для промышленного электролиза воды представляют собой перфорированные стальные никелированные пластины или стальные никелированные сетки I. Однако такие аноды имеют низкие электрохимические характеристики.

Известен способ изготовления анодов для электролиза нейтральных растворов солей и щелочей путем анодного окисления электропроводной подложки в водном растворе соли кобальта 2.

Недостаток этого способа заключается в сложности получения равномерного покрытия окислами кобальта электродов большого размера.

Известен также способ изготовления активированных анодов для электролиза путем формирования на поверхности металлической подложки слоя окислов, преимущественно со структурой шпинелей, одного или нескольких металлов - активаторов многократным нанесением на подложку фаствора соли с последующей Сущкой и нагреванием электрода до температуры разложения соли 3.

Недостатками указанного способа являются :лижность технологии изготовления электроД(1, а и.;енно многократное нанесение на подложку раствора соли металла - активатора и

срав 1ительно низкие электрохимические характеристики приготовленного но этому способу анода тля электролиза раствора щелочи. Так, например, плотность тока на известном аноде с покрытием из окислов кобальта при

испытании в 30% КОН при 70°С и потенциала + 1,5 в (отн. и. в. э. в том же растворе) составляет приблизительно 1000 а/м.

Целью изобретения является упрощение технологии изготовления и улучшение электрохимических характеристик анода.

Это достигается тем, что в известном снособе, состояще.м в предварительной обработке металлической подложки травлением, нанесении на подложку раствора соли одного или нескольких металлов - активаторов, сушке и нагревании электрода до температуры разложения соли с образованием на поверхности подложки индивидуальных нли смешанных

окислов со структурой шпинели, предлагается травление вести в присутствии перекиси водорода, взятой в количестве 1-5 вес %, а нанесение на подложку указанного раствора соли осуществлять путем выдерживания подложки в кипящем растворе соли в течение 20-60 мин. Пример 1. Стальную никелированную пластину или сетку промышленного изготовления, которые применяются в качестве анодов при электролизе растворов щелочи, подвергают пескоструйной обработке и обезжириванию. Затем электрод обрабатывают 50%ным раствором серной кислоты, содержащим 3% перекиси водорода, и промывают водой. После этой подготовки электрод выдерживают в кипящем растворе азотнокислого кобальта (300 г/л) в течение 45 мин. После сущки при 50°С электрод прогревают при температуре 350°С. В результате указанной обработки электрода на его поверхности образуется кобальтит кобальта (Соз04), служащий катализатором реакции выделения кислорода. Плотность тока при потенциале +1,50 в (н. в. э. в том же растворе) в 30% КОН при 70°С на электроде из никелированной стальной сетки, активированной предлагаемым способом, равна 2000 а/м. Пример 2. Никелевую пластину, подготовленную как в примере 1, обрабатывают описанным в примере 1 способом в растворе, содержащем 150 г/л азотнокислого никеля и 300 г/л азотнокислого кобальта. После сущки электрод прогревают при температуре 350°С. В результате указанной обработки электрода его поверхность покрывается кобальтитом никеля (№СО2О4), служащим катализатором реакции выделения кислорода. Плотность тока при потенциале -|-1,50 в (н. в. э. в том же растворе) на активированном предлагаемым способом электроде из никелевой пластины в 30% КОН при 70°С равна - 2000 а/м2. Пример 3. Пористый электрод из карбонильного никеля с 25% бикарбоната аммония в качестве порообразователя (фракция 28- 50 мещ), спрессованный под давлением 1 т/см, спекают при 650°С в водороде в течение 0,5 час. Затем электрод обрабатывают как указано в примере 1. При электрохимическом испытании активированных предлагаемым способом пористых электродов в 30% КОН при 80°С получена плотность тока а/м при потенциале -f 1,50 в. По сравнению с известными предлагаемый способ обладает следующими преимуществами:отпадает необходимость многократного нанесения раствора на подложку в процессе активации электрода; плотность тока на электродах, изготовленных предлагаемым способом, в 2-2,2 раза превыщает плотность тока на известных электродах при одинаковом значении потенциала; применение предлагаемых электродов в электролизере позволяет повысить его производительность более, чем в 2 раза без увеличения габаритов. Формула изобретения Способ изготовления активированного анода для электролиза водных растворов щелочи путем предварительной обработки металлической подложки травлением, нанесения на подложку раствора соли одного или нескольких металлов - активаторов, сущки и iHarpeвания электрода до температуры разложения соли с образованием на поверхности подложки индивидуальных или смещанных окислов со структурой щпинели, отличающийся тем, что, с целью упрощения технологии изготовления и улучщения электрохимических характеристик анода, травление ведут в присутствии перекиси водорода, взятой в количестве 1-5 весу %, а нанесение на подложку указанного раствора соли осуществляют путем выдерживания подложки в кипящем растворе соли в течение мин. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе изобретения: 1.Якименко Л. М. и др. Электролиз воды, М., «Химия, 1970, с. 130-131. 2.Патент США № 3399966, кл. 23-183, 1966. 3.Патент Франции № 2112388, кл. В 01k 1/00, 1972 (прототип).