Способ изготовления анодов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 1838 05 С 25 В 11/00 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТВЕДОМСТВО СССР(ГОСПАТЕНТ СССР) Е ИЗОБРЕТЕНИЯ ОПИ ПАТЕНТ берт 90 Г В Изобретение о получения электрод бу получения формо Целью изобрет ние термостойкости(56) Патент США йг 3663414, кл. 2041972.(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ АНО тавленная цель достигается в спосочения формоустойчивого анода пугальванического нанесенияр проводного слоя из платины и последующего нанесения электрокаталитически активного покрытия за счет того, что гальваническое нанесение осуществляют из солевого расплава,Получаемый согласно изобретению анод используют предпочтительно для электролитического получения дихроматов щелочных металлов, хромовой кислоты, перхлоратов, хлоратов, персульфатов и перекиси водорода, для электролитического осаждения металлов, таких как хром, медь, цинк или благородные металлы, и для осуществления различного рода методов гальваниэации или гальваностении.(57) Объектом данного изобретения является способ получения формоустойчивого анода путем гальванического нанесения электропроводного слоя, по меньшей мере, из одного благородного металла и/или, по меньшей мере. одного сплава благородных металлов, на предварительно очищенную основу из электропроводного клапанного металла и последующего нанесения электрокаталитически активного покрытия, заключающийся в том, что гальваническое нанесение осуществляют из солевого расплава. 1 з,п.ф-лы. В качестве электропроводного клапан- ного металла используют, в частности, титан, тантал, ниобий, цирконий х сплавы, Очистку основы осуществл 3- Б вестным образом,Электрокаталитически активное покрытие предпочтительно состоит из одной окиси или нескольких окисей титана, тантала, ниобия, циркония и/или одной окиси или нескольких окисей металлов платины, По крытие можно получать известным образом, Ь например, пиролизом путем термического (Я разложения соединений указанных металлов, методом мокрой гальванизации или гальванизации в расплаве или путем распы- ления.Для получения электропроводного промежуточного слоя использую платину. Воз можно, однако, также, использование других благородных металлов, таких как золото, серебро, родий и палладий, их сплавы, а также их сплавы с платиной и иридием. Гальваническое нанесение промежуточного , слоя осуществляют из безводного, цианисто 18384505 10 15 20 30 35 40 45 50 55 го солевого расплава при температуре 500- 600 С и плотности тока на катоде 1 - 5 А/дм, Толщина промежуточного слоя предпочтительно составляет 1, 5 до 30 мк, причем особенно предпочтительна толщина между 1,5 и 5 мк. Однако, также возможна толщина слоя менее 1,5 мк и больше 30 мк. Нижеследующие примеры поясняют предлагаемый способ,П р и м е р 1, На титановый электрод с передней проецированной поверхностью 11,4 см х 6,7 см, предварительно очищенный путем удаления окисного слоя и травления с помощью щавелевой кислоты, наносят слой платины толщиной 2,5 мк путем гальванического осаждения из безводного, содержащего 52 вес.цианида калия платины и 48 вес,цианида натрия платины, расплава, Полученное таким образом формованное изделие увлажняют с помощью волосяной кисти раствором следующего состава:0,8 г 1 г С 4 х Н 20 (51 1 г)6,2 мл 1-бутанола0,4 мл 37;6 - ной соляной кислоты, Увлажненный анод в течение 15 мин высушивают при 250 С и затем подвергают термообработке в печи при 450 С в течение 25 мин. Это мероприятие повторяют шесть раз. причем термообработку осуществляют только после второ, о, четвертого и шестого раза по окончании увлажнения и высушивания, При этом на платиновом промежуточном слое титанового электрода образуется покрытие, содержащее приблизительно 200 мг иридия,С помощью этого анода в электролизере,. анодные камеры которого выполнены из чистого титана, а катодные камеры - из нержавеющей стали, и у которого электродные камеры отделены катионитовой мембраной фирмы ДюПон, обозначенной Нафион 324, раствор дихромата натрия переводят в содержащий хромовую кислоту раствор. Катоды выполнены из нержавеющей стали, а расстояние электродов от мембраны составляет во всех случаях 1,5 мм. В анодные камеры вводят раствор дихромата натрия, содержащий 800 г/л Иа 2 Сг 201 2 Н 20, Скорость подачи выбирают так, чтобы в выходящих из ячеек электролизера анолитах устанавливалось молярное соотношение ионов натрия к хрому (И), равное 0,6, В катодные камеры вводят воду со скоростью, обеспечивающей выход из ячеек 20 -ного натрового щелока. Температура электролиза составляет во всех случаях 80 С, а плотность тока - 3 кА/м проецированной передней поверхности анодов и катодов. За продолжительность опыта. составляющую 250 дней, устанавливается постоянное напряжение ячейки 3,8, что показывает, что пассивация анода не произошла и таким образом злектрокаталитически активный слой проявляет полную работоспособность в течение опыта,П р и м е р 2. Повторяют пример 1 с той разницей, что в качестве материала для электрокаталитически активного покрытия использую также платину, причем покрытие также наносят гальванизацией из солевого расплава. Толщина слоя платины при этом составляет 2,5 мк.С помощью этого анода раствор дихромата натрия переводят в содержащий хромовую кислоту раствор аналогично примеру 1 в идентичных условиях.Во время опыта, продолжающегося 361 день, устанавливается постоянное напряжение ячейки, равное 4,8 В, т,е, пассивация анода не произошла, Однако, сравнение с примером 1 показывает, что анод примера 2 имеет немного большее напряжение кислорода,П р и м е р 3, На титановый электрод с передней проецированной поверхностью 11,4 см х 6,7 см предварительно очищенный путем удаления окисного слоя и травления с помощью щавелевой кислоты, наносят слой платины толщиной 2,5 мк путем его осаждения из безводного, содержащего 52 вес,циаинида калия платины и 48 вес.Я цианида натрия платины, расплава при 550 С и плотности тока 2 А/дм. Полученное таким образом формованное изделие увлажняют с помощью волосяной кисти раствором следующего состава:0,8 г 1 гОд хН 20(51 ф 1 г)6,2 мл 1-бутанола0,4 мл 37 ф -ной соляной кислоты.Увлажненный анод в течение 15 мин сушат при 250 С и затем подвергают отжигу в печи при 450 С в течение 25 мин. Это мероприятие повторяют шесть раз, прИчем отжиг осуществляют только после второго, четвертого и шестого раза по окончании увлажнения и сушки, При этом на платиновом промежуточном слое титанового электрода образуется покрытие, содержащее приблизительно 200 мг иридия.С помощью этого анода в электролизере, анодные камеры которого выполнены из чистого титана, а катодные камеры - из нержавеющей стали, и у которого электродные камеры отделены катионитовой мембраной фирмы ДюПон, обозначенной Нафион 324, раствор дихромата натрия переводят в содержащий хромовую кислоту раствор, Катоды выполнены из нержавеющей стали. а расстояние электродов от мембраны со 1838450ставляет во всех случаях 1,5 мм. В анодные камеры вводят раствор дихромэта натрия, сЬдержащий 800 г/л Ка 2 Сг 207 2 Н 20. Скорость подачи выбирают так, чтобы в выходяЩих из ячеек электролизера анолитах устанавливалось малярное соотношение иЬнов натрия к хрому (Ч 1), равное 0,6, В кэтодные камеры вводят воду со скоростью, обеспечивающей выход из ячеек 20 -ного нэтрового щелока, Температура электролиза составляет во всех случаях 80 С, а плотность тока - 3 А/дм проецированной передней поверхности анодов и катодов, За продолжительность опыта,. составляющую 250 дней, устанавливается постоянное напряжение ячейки 3,8 В, что показывает, что пассивация анода не произошла и таким образом электрокаталитический активный слой проявляет полную работоспособность в течение опыта,П р и м е р 4. Повторяют пример 1 с той разницей, что и в качеств;: материала для электрокаталитического активного покрытия используют платину, причем покрытие также наносят осаждением из солевого расплава, Толщина слоя платины при этом составляет 2,5 мк,С помощью этого анода раствор дихромата натрия переводят в содержащий хромовую кислоту раствор аналогично примеру 1 в идентичных условиях.Во время опыта, продолжающегося 361 день, устанавливается постоянное напряжение ячейки, равное 4,8 В то есть пассивация анода не произошла. Однако, сравнение с примером 1 показывает, что аНод примера 2 имеет немного большее напряжение кислорода,П р и м е р 5, Повторяют пример 1 с той разницей, что осаждение из солевого расплавыа осуществляют при плотности тока 1 А/дм . При этом за продолжительность опыта, составляющую 150 дней, устанавливвется постоянное напряжение ячейки 3,8 В, что показывает, что пэссивация анода не произошла и таким образом электрокаталитический активный слой проявляет полную работоспособность в течение опыта.П р и м е р 6. Повторяют пример 1 с той разницей, что осаждение из солевого расплава осуществляют при плотности тока 5 А/дм, При этом за продолжительность опыта, составляющую 270 дней, устанавли вается постоянное напряжение ячейки 3,8 В, что показывает, что пассивация анода не произошла и таким образом электрокаталитический активный слой проявляет полную работоспособность в течение опыта,П р и м е р 7, Повторяют пример 1 с той разницей, что осаждение из солевого расплава осуществляют при 500 С. При этом эа продолжительность опыта, составляющую 250 дней, устанавливается постоянное на 510 пряжение ячейки 3,8 В, что показывает, что пассивация анода не произошла и таким образом электрокаталитический активный слой проявляет полную работоспособность в течение опыта. 15 тем, что нанесение электропроводного слоя платинь 1 осуществляют из безводного расплава, содержащего 48 мас.,4 цианида натрия платины и 52 мас.ф(, цианида калия платины. 50 П р и м е р 8. Повторяют пример 1 с тойразницей, что осаждение иэ солевого расплава осуществляют при 600 С. При этом за продолжительность опыта. составляющую 20 250 дней, устанавливается постоянное напряжение ячейки 3,8 В, что показывает, что пассивэция анода не произошла и таким образом электрокаталитический активный слой проявляет полную работоспособность 25 в течение опыта.П р и м е р 9 (сравнение согласно прототипу), Повторяют пример 1 с той разницей, что используют титановый анод, у которого промежуточный платиновый слой наносят 30 осаждением из 2 оаствора при 80 С и плотно, сти тока 2 А/дм, При этом уже через 5 днейнапряжение ячейки повышается с 5 до 8,5 В, вследствие чего приходится заменить анод.Формула изобретения 35 1, Способ изготовления анодов дляэлектролитических процессов, включающий нанесение на титановую основу электро- проводного слоя из платины с последующим нанесением электролитически 40 активного покрытия из оксидов иридия иотжиг, о т л и ч а ю щ и й с я терм, что, с целью повышения термостойкости анода, нанесе.ние электропровсдного слоя платины осуществляют из безводного расплава смеси 45 ее цианидов щелочных металлов при плотности тока 1-5 А/дм и температуре 500- 600 С.2, Способ по п.1, о т л и ч а ю щ и й с я