Способ получения электрода

п 16442 У 2 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВКДЕТЕЛЬСТВУ Веее Ьеетеки 2 Социалистических Республик(51) М. Кл,С 25 В 11/1 сударстееинын иемите СЕР изобретеиикрыта й,53) УДК 621.3.035.2, В, Лосев, В. В. Го аявит СПОСОБ ПОЛУЧЕНИ КТРОД оставляет ислорода е составе такои высокой ыделяет- ренапря- электро- в то же х указанИзобретение относится к способу получения анодов для различных электрохимических процессов, преимущественно для электролиза водных растворов хлоридов щелочных металлов с целью получения хлора и щелочи, а также хлоратов,Известен способ получения электродов, в оснрвном для получения хлора и щелочи, путем нанесения на металлическую основу из Т 1, Та, Уг или ХЬ активного покрытия, в состав которого входят окислы металлов группы платины.Недостатками электродов, полученных таким способом, являются недостаточная прочность сцепления покрытия с материалом основы, а также сложность их изготовления,Известен способ получения электродов для электрохимических процессов, в частности для получения хлора и щелочи, путем нанесения рутения на титановую основу с последующей термической обработкой в инертной атмосфере при 350 - 450 С,Недостатком данного способа является невысокая коррозионная стойкость получаемого электрода и низкая селективность по отношению к реакции выделения хлора, что приводит к уменьшению выхода конечного продукта и его загрязнению. Скорость растворения электрода с2 10 -г/смч, а содержание к в выделяющемся на электроде газляет 1,5 об. %.5 С целью устранения указанного недостатка предложен способ получения электрода для электрохимических процессов путем нанесения рутения на титановую основу с последующей термической обработ кой при 350 - 600 С в инертной атмосферев присутствии кислорода в величестве 5 10 -- 110 -об. % с последующей анодной обработкой в гальваностатическом или потенциостатическом режиме.15 Анодную обработку в гальваностатическом режиме ведут при плотности тока 10 - 50 мА/см 2 до возрастания потенциала электрода на 0,3 - 0,5 В от первоначального значения при данной плотности тока.20 Анодную обработку в потенциостатическом режиме ведут при начальной плотности тока 10 - 50 Ма/сме до установления стационарной величины тока.Установлено, что подвергнуты 25 обработке электроды обладаюткоррозионной стойкостью; хлор в ся на них со столь же низким пе жением, как на необработанныхдах из металлического рутения;з 0 время на электродах, подвергнуты644272 4 ной обработке, перенапряжение выделения кислорода оказывается значительно более высоким, т. е, селективность их возрастает. Так, при анодной поляризации металличе-, ского рутения в растворе ЗМ ХаС 1+0,01 М НС 1 плотностью тока 50 Ма/см, скорость растворения его составляет 5 10- г/смч, а содержание кислорода в выделяющемся газе 5 - 7 об. %, а после предлагаемой обработки скорость растворения электрода в тех же условиях снижается до 110- г/см, а содержание кислорода в газе до 0,2 об. /оВ качестве материала металлической основы используется Т 1. Металлический рутений может наноситься любым из известных способов, например электролитически. Анодную обработку можно проводить в растворах кислот, устойчивых в условиях анодной поляризации, или их солей, С целью исключения потерь рутения при анодной обработке целесообразно проводить ее в сернокислом электролите рутенирования; Сочетание термической обработки с последующей анодной обработкой имеет важное значение, При одной только термической обработке электроды не обладают высокой корр озионной стойкостью, а содержание кислорода в выделяющемся на них газе значительно выше, чем на электродах,подвергнутых последующей анодной обработке. При анодной обработке электродов, не подвергнутых предварительно термообработке, происходит разрушение активного покрытия,Получаемые предлагаемым способом электроды обладают высокой механической и коррозионной стойкостью. При использовании их в качестве анодов при электролизе хлоридов щелочных металлов с целью получения хлора и щелочи расход рутения на 1 т хлора составляет 60 мг против 150 мг в случае используемых в настоящее время электродов на основе двуокиси рутения, Следует отметить также, что с увеличением плотности тока на таких электродах расход рутения уменьшается. Электроды, получаемые в соответствии с предлагаемым способом, отличаются также высокой селективностью в отношении целевого продукта, Указанные свойства электродов позволяют с успехом использовать их в качестве анодов при электролизе растворов Таблица 1 Содержание кислорода в аргоне, об.% 1105 10- - 10-а меньше 2 10 5 5 10- г/смч 2 10- г/смч, что отвечает расходу 60 мг на 1 т С 1 При анодной обработке происходит полное растворение рутения и запирание электрода Скорость коррозии рутения в растворе ЫаС 1 170 г/л, рН 1,5 при 80 С и плотности ока 250 мА/см. ихлоридов щелочных метал 3 йв "с целью получения хлора и щелочи, хлбратов, а также в других электрохимических процессах,П р и м е р 1, На титановую пластину10 10 0,5 мм после трех-, четырехкратногодекапирования (с промежуточной промывкой в дистиллированной воде) в концентрированной кипящей соляной кислоте наносят гальванический осадок металлического рутения 0,4 мг/см. После высушиванияэлектрод помещают в трубчатую кварцевую печь и прогревают в токе аргона, содержащего 110 - 4 об. /о кислорода при450 С в течение 6 ч, После охлаждения15 электрод извлекают из печи, помещают вэлектрохимическую ячейку, заполненнуюраствором 1 М (КН 4) г 504+0,01 МН 2804нагретым до 50 С, и пропускают через негоанодный ток плотностью 25 Ма/см. После20 возрастания потенциала электрода от 1,3в начале поляризации до 1,6 В поляризацию прекращают, Полученный таким образом электрод испытывают в качестве анода в условиях электролиза хлоридных рас 25 творов щелочных металлов с цельЮ получения хлора. Концентрация раствора ИаС 1170 г/л, температура 80 С, величина рН 1,5,плотность тока 250 Ма/см. В процессе80-часовых испытаний измеренная величи 80 на потенциала электрода (1,375 по нвэ) неизменялась, Скорость растворения, измеренная радиометрическим способом, составляет 2 10 -г/смч (60 мгКц на 1 т С 1 я)содержание кислорода в выделяющемся85 газе 0,2 об, /р,П р и м е р 2, Электрод получают так же,как описано в примере 1, но анодную обработку проводят при постоянном потенциале 1,40 В до установления в процессеее снижения стационарной величины тока.Электрод испытывают в растворе такогоже состава при 50 С и плотности тока50 Ма/см, В течение 100 ч испытаний измеренный потенциал электрода (1,370 В)не меняется, Скорость растворения Кцсоставляет 110- г/см ч (150 мг Кц на1 т С 1,), содержание кислорода в выделяющемся газе 0,2 об %50 Из табл, 1 видно в каком интервале концентраций кислорода в аргоне можно проводить термообработку без ухудшениясвойств электродов,644272 Таблица 2 Возрастание потенциала при анодной обработке на 0,3 - 0,5 В выше 0,6 В на 0,1 - 0,2 В Характеристики электрода при поляризации его в растворе ИаС 1 170 г/л, рН 1,5 при 80 С и плотности тока 250 мА/см Резко возрастает потенциал электрода, а следовательно напря. жение на ванне Скорость коррозии2 10- А/см = 1,375 Впо нвэ Скорость коррозии 1 10-" А/см = 1,375 В по нвэ Формула изобретения Техред А, Камышиикова Корректор Н, Федорова Редактор П, Горькова Заказ 1181/11 Изд, Мо 207 Тираж 883 ПодписноеНПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Типография, пр. Сапунова, 2 5Из табл. 2 видно, что при обработке электродов в гальваностатическом режиме наилучшие характеристики электродов поТаким образом предложенный способ позволяет увеличить коррозионную стойкость электрода и его селективность. 1, Способ получения электрода для электрохимических процессов путем нанесения рутения на титановую основу с последующей термической обработкой в инертной атмосфере, отличающийся тем, что, с целью повышения коррозионной стойкости и увеличения селективности электрода, термическую обработку ведут в присутствии кислорода в количестве 5 в 10 в- 1 10 воб. /о с последующей анодной обработкой в гальваностатическом или потенцйостатическом режиме. лучаются при возрастании потенциала на0,3 - 0,5 В. 2, Способ по п. 1, отличающийся5 тем, что анодную обработку в гальваностатическом режиме ведут при плотности тока10 - 50 Ма/см до возрастания потенциалаэлектрода на 0,3 - 0,5 В от первоначального значения при данной плотности тока.10 3, Способ по п. 1, отличающийсятем, что анодную обработку в потенциостатическом режиме ведут при начальнойплотности тока 10 - 50 Ма/смз до установления стационарной величины тока.15Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Пат. США3864163, кл, 204 - 191,опублик, 1974 г.20 2, Пат. Великобритании1356701,кл. С 7 В, опублик, 03.01.72 (прототип).