Способ изготовления электрода для электрохимических процессов Советский патент 1980 года по МПК C25B11/10 

(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЭЛЕКТЮДА ДЛЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИХ ШЮЦЕССОВ

I

Изобретенне .относнтся к области электрохнкшческнх пронзводств, в частности к технологии изготовления электродов для. получения хлора, едкого натра или хлоратов.

Известен анод, применяемый для электроли- g за рассолов, представляющий собой злектропроводящую основу, часть поверхностн которой изготовлена из коррозноиностойкого злектродного металла. На зтот металл наносят хотя бы один слой двуокиси рутения и хотя бы один ю слой огнеупориой. окиси, в качестве котсфых могут быть использованы окнслы кремния, титана, ниобия, гафния ЦИРКОНИЯ вольфрама алюминия шш их смесь 1.

Для получения такого электрода на поверхность электродного металла, которым июжет быть титан, птт, ниобий, цирксжий, гафннй и др. наиосят покрытне двуокиси рутения путем отложения металлического рутения или егозо

соли с последующей выдержкой покрытия при повыщенной температурев окислительной атмосфере.

С:лой пористой огнеупорной окиси осаждается в виде дисперсии или раствора, окиси или S

раствора другого соединения, из которого она может быть получена. Недостатком известного решения является высокий расход металла платиновой группы.

Наиболее близким техническим решением является способ изготовления электродов на- , юсеннем на электропроводную основу покрытия из металла платиновой группы с последующим нанесением на нее солей, окислов или гидросхснсей металлов, которые в присутствии связующих при прокаливании образуют перовскитовое покрытие, сфедставляющее собой окисленное соеди1&нне двух различных металлов 2.

Обычно нанесение перовскитового покрытия осуществляют посредством органического или

15 минерального связующего на металлическую основу.

Недостатком этого способа получения электропроводящих слоев является высокая температура прокаливания, , что не позволяет наносить их без ухудшения металлической основы.

Целью изобретения является упрощение процесса изготовления электрода за счет исключения стадии наиеоения подслоя из металла платиновой группы, удешевления его, снижения энер гозатрат при его термообработке. . Поставленная цель достигается тем, что непосредственно наносят суспензию пороижа со структурой перовскита в водно-спиртовом растворе на электропроводную основу, позволяя при этом получить электрод, не уступающий по электрокаталитическим свойствам известным, без утраты платиновых металлов на промежуточный слой. Порошок с структурой, перовскита представляет собой кобальтит редкоземельных элементов или их алюминат, а суспензию порошка готовят в растворе, содержащем нитрат кобальта и изопропиловый спирт. Пример 1. Кобальтит гадолиния готовят путем совместного измельчения 18,15 г окиси гадолиния чистотой 99,9% и 8,28 г окиси кобальта с содержанием кобальта 71%.-Полу ченный порошок помещают.в корундовый тигель, затем прокаливают при 1200°С в течение 15 час в воздушной атмосфере. Вещество охлаждают в печи, затем его измельчают до получения зерен крупностью менее 10 мкм. По лученный таким образом, черный порошок обла дает характерным рентгеновским спектром перо вскитовой структуры кобалыита гадолиния. Затем получают суспензию кобалыита, дпя чего к 1 г порошка добавляют 1 г шестиводного нитрата кобальта, 1 мл воды и 1 мл изопропилового спирта. Полученную массу сильно перемешивают до получения однородной суспен зии, при этом перемешивание обеспечивается в течение всего времени получения осаждения. На лист титана шириной 10 мм и длиной 30 мм при 1 мл толщины, очищенный пескоструйным аппаратом, затем промытый в дисгиллированной воде и в ацетоне и высущенный кистью, наносят слой суспензии кобальтита в водно-спиртовом растворе. После сушки в течение 5 мин в сушильном лкафу при 100°С электрод выдерживают в печи при 400 С и продувают воздухом в течение 10 мин. Таким образом, опера цию повторяют двадцать раз. Количество осажденного вещества составляет 40 мг/см. Осадок состоит из 80% кобальтита гадолшшя и из 20% окиси кобальта. Изготовленный таким образом электрод устанавливают в электролитическую ванну для получения хлора и едаого натра, в кotopoй электролит представляет собой раствор хлористог натрия с содержанием 300 г/л, температур которого поддерживается 80° С, 4. Пропускают ток плртностью 25 А/дм, который приводит к обеспечению анодного напряжения окисления ионов хлора в 1200 мВ по отношению к насыщенному каломелевому электроду. После 500 час электролиза анодный потенциал остается неизменным. 14 Пример 2. Алюминат эрбия получают при совместном растворении в концентрированной НМОз 19,1 г окиси эрбия Е|.2Оз чистотой 99,9% и 7,8 г окиси алюминия Al2033njO, Полученный раствор выпаривают под инфракрасным излучателем, затем полученный порошок прокаливают при 600° С в течение 1 час. После измельчения порощок помещают в корундовый тигель, затем его прокаливают при 900° С в течение 15 час в воздушной. атмосфе-i ре. Продукт охлаждают в печи, затем его измельчают до получения зерен крупностью менее, 10 микрон. Полученный таким образом. чер«ый зернистый порошок имеет характерный рентгеновский спектр перовскитовой структуры. Затем получают суспензию алюмината следующим образом. К 1 г порошка добавляют 1 г шестиводного нитрата кобальта, 1 мл воды и 1 мл изопропиловс)го спирта. Полученную массу сильно перемешивают до получения одаородной суспензии, при этом перемешивание осуществляют в течение всего времени получения осадка. Кистью наносят слой суспензии алюмината в гидроспиртовом растворе на титановую пластину, после сушки в течение 5 мин в сушильном шкафу при 100° С электрод выдерживают в течение 10 мин в печи при 400° С при продувке воздухом. Таким образом операцию повторяют двадцать раз. Количество осажденного продукта составляет 40 мг/см. Изготовленный таким образом электрод устанавливают в электролитическую ванну для получения хлора и едкого натра с раствором хлористого натра, концентрацией 300 г/л при рН 4 и температуре 80°С, при плотности тока 25 А/дм анодное напряжение ионов тора составляет 1110 мВ по отношению к насыщенному камомелевому электроду. После 500 час электролиза анодный потенциал остаетря неизменным. Таким образом, применение данного изобретения позволяет изготовить электроды с активным покрытием со структурой перовскита без нанесения промезкуточного слоя из металлов платиновор группы и значительно снизить температуры обработки изготовленных электродов. Формула изобретения 1. Способ изготовления электрода для электрохимических процессов .путем нанесения на электропроводную основу из вентильного металла компонентов покрытая, содержащих суспензию порошка кобальта или алюмината по крайней мере одного редкоземельного металла со структурой перовскита, и :термообработку, отличающийся тем, что, с целью

5 7869216

упрощения и удешевления процесса при нане-Источники инфс мацнм,

сении используют суспензию порошка кобаль-принятые во внимание при зкспертнэе пета из алюмината редкоземельного металла

в смеси водного раствора нитрата кобальта1. Акцептованная заявка Великобрнтшош

с изопропиловым спиртом.5 N 1292130, кл. С 25 В 11/04, 11.10.72.

2. Способ по п. 1,отличающий ся

тем, что термообработку ведут в течение 5 -2. Патент Франции N 2128667,

60 мин при 300-500°С.. В 01 К 1/00, 24.11.72 (прототип).