Газодиффузионный электрод

Союз СоеетскнаСоциаиистнчесниаРеспублик ТОР СВИДЕТЕЛЬСТ(51) М соединением заявки М дарстваиный коикта СССР 231 Прио Боллетень о делам иэобрета бликовано 07 1.135,(72) Авторы изобретения инан В Штейнберг, И. А. К Институт электр(71) Заяви Н ССС 54) ГАЗОДИФФУЗИОННЫЙ ЭЛЕКТРОД бретение относится к обла тро к сти пове ировани ующим отнести эк лизатора с термообраб ктродам, пре ектрохимичес также необходимость крепления катализато изменению его актив ои активов в ре тали зато основе, чтстн. Все этельной актив дениж ет точность определе катализатора.ость сравнения актив ности определения элект ализатора, представкатализатора, нап ную подложку (1 ужен в электролит,ости стна по ттазоди с- катали кислородн Недостатк такого оценки что в н ератур предел Кроме затора бластиом. Недостатком это о, что активность ка изации газа может бь нциалах, близких к ших поляризациях возруднения по подаче ии его дл р также под , что снижа- тивности а являетс ой обработке я удельной ак того, определени жет быть пров малых полярнз активность итемп га ость атовтольос в узкои ьших полффузионн Наиболе к к элек у через слои раствора. диффузионный электрод дл ности катализатора, которь слоя катализатора со свя го на гидрофильную токоо нова погружается в элек р контактирует с газовой ам данного электрода следжае иза естен гй тро ми затруднениями в элекблизким техническим решею является газодиффузионизмерения электрохимичесперсных катализаторовматериалов, содержаший измерения актив стоит иэ тонкого кнцим, нанесенно дящую основу. Ос лит, а катализато пнем йзутво. те электрой дляактивности диуглеродистых е орн зои. К недостатк Эхимии, а именно к зленым для измерения элности высокодисперсиых кциях ионизации газов.Известен электрод дляхимической активности каляющий собой тонкйй слосованный на электропроводЭлектрод полностью погрнасыщенный активным газго электролита является ттализатора в реакции ионоценена только при потеравновесному. При больникают диффузионные зат) Дополнительное к авт. свил-ву оку при малых поляризацияффузионных электродов. электрода н использоваактивности катализатора3 74627электропроводную подложку, тонкий слой катализатора и связующее для закрепления катализатора на подложке 2.Недостатком данного электрода является,во-первых, экранирование части поверхности5катализатора тефлоном, во-вторых, значительныйвклад в активность тока никелевой подложки.Кроме того, определение малых колйчеств ка.тализатора (0,1 мг) по привесу никелевой под.ложки не является надежным. Перечисленныенедостатки снижают точность определения удельной активности катализатора.Цель изобретения - увеличение точности из.мерения удельной электрохимической активнос" ти дисперсных катализаторов на основе углеродистых материалов и определение кинетичес.ких параметров реакции ионизации газов,Это достигается за счет применения газодиффузионного электрода, в котором в качествесвязующего для катализатора используется гидрофобный матерйал, введенный в подложку,2 ,4угля, которую определяют методом кривых за. ряжений. Отношение величины двойнослойной емкости угля на подложке к величине двойнослойной емкости единицы массы того же угля в порошке дает количество катализатора, контактирующего с электролитом и подложкой.Токи ионизации кислорода (активность), от несенные к массе катализатора, хорошо воспро изводятся и.не зависят от навески, .. Ток на подложке без угля составляет ме.нее 2% от тока на электроде с 0,6 мг угля, т.е. корректировка на ток подложки не требуется, начиная с навесак 0,1 мг/см. Поляризационные кривые имеют постоянный ,наклон в интервале трех порядков плотностей токов при всех парциальных давлениях кисло. рода.Ток на электроде при постоянном потен. циале пропорционален парциональному давленйю кислорода.Использование тонкого слоя катализаторабез связующего, а также гидрофобной основы,на которой катализатор закрепляется без тем 25пературной обработки, позволяет получать неискаженнйе эйачения удельной Ытйвности катализатора. Гндрофобная пористаяпбдложкаобеспечивает хорошийдоступгазак" катализа." тору; так что,нредельный диффузионййй "токне имеет места даже при значительных поляри 30зациях электрода. Это позволяет получать ис.тинные значения удельной актйвности в широ.ком интервйле потенциалов, т.е. получать кине,тические зависимости для катализатора с большой внутренней поверхностью, Электропровод.ность подложки обеспечивает хороший токоот.вод от зерен катализатора,П р и м е р. Сажа с удельной поверхностьюпо БЭТ, равной 50 - 70 м /г, смешивается с240суспензйей политетрафторэтилена (фторонласта 4 Д) из расчета 35% политетрафторэтиленав смеси по сухому веществу. Масса 631 суши-"вается и прокалнвается при ЗОО С, Из гюлу 45ченного гидрофобизированного порошка прессуют подложку давлением 1000 - 1500 кг/см .Кажущаяся плотность подложки 0,95 г/смз,толщина -1 мм, На одну сторону подложкинапрессовывают металлический токоотвод, на50другую сторону равномерно напыляют порошокактивнрованного угля АГ - 3 с удельной поверхностью по БЭТ 1000 м/г в количестве 0,11 мг/см и поцпрессовывают при давлении900-1000 кг/см. Количество катализатора оп 55ределяют по привесу основы после прессования порошка, Точный контроль количестваугля производят непосредственно в измерительной ячейке по величине двойнослойной емкостиВсе эти результаты указывают на кинети. ческий режим работы катализатора в электроде и свидетельствуют о высокой точности определения истинной электрокаталитической активности катализатора в широком интервале токов в предлагаемом электроде,Использованйе предлагаемых электродов с равнодостуниой новерхностью диснерсного ка. талйзатора дает воэможность проводить непос редственные йэмерения электрохимнческой ак тивности катализаторов с развитой поверхностью, а благодаря эффекивному подводу газа через гидрофобкувподложку получать дополнительйые данные о микрокийетике реакции ионнэации газа, что важно прй разработке новых катализаторов иэлектродоВ для электрохимичес. ких источников тока, электролизеров, электро- химического сйнтеза, а также для исследования механизм реакаий ионизации газов на таких катализаторах.Формула изобретенияГазодиффузионный электрод для измерения злектрохимической активности дисперсных катализаторов на основе углеродистых матери.алов, содержащий пористую электропроводную подложку, тонкий слой катализатора и связующее для закрепления катализатора на подлож. ке, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения точности измерения удельной активности катализаторов, в качестве связующего использован гидрофобный материал, введен. ный в подложку.746272 Составитель Л, ДикаяТехред А. Щепанская Редактор Н. Воликова Корректор М. Коста Заказ 3930/30 Тираж 1019ЦНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 Подписное Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 5 Источники информации,принятые во внимание при зкспертизе1. Авторское свидетельство СССР Яф 542131,кл. 6 01 й 27/30, 1976.62. А. . АрреЬуМ, ачу "ОхЫеп гедцстоп цтгарЬеЬ сагЬоп ацррогтед роцпегсрйтпа осуагппе еестгооа и 6 йСОН" ЕестгосЬгпса Асса, ЧоЬ 21, 1977, рр 567.614 5 (прототип)