Способ изготовления электрода

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН 4(5) С 25 В 11 00 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ КОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ К АВ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР10 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Институт электрохимии АН СССР (53) 621.3.035.2(088,8)(56) 1. Авторское свидетельство СССР У 798195, кл. С 25 В 11/06, 1980.2, Патент Англии В 2088903, кл. С 25 В 11/06, опублик.16.07.82. (54)(57) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОДА для электрохимических процессов, включающий нанесение на никелевую подложку активного слоя, содержащего 801162878 А соединения никеля, кобальта и серы,отличающийся тем, что,с целью упрощения способа при сохра%ненни высокой электрохимической ак.,тивности электрода, нанесение ведутпогружением, никелевой подложки в водный раствор, содержащий смесь нитратов никеля и кобальта в количестве150-220 г/л, при соотношении никеляк кобальту, равном 4-3:1, и гидросульФит натрия в количестве 70120 г/л при 70-90 С, проводят не менее пяти погружений с сушкой междупогружениями, после последнего погру.жения сушку проводят 20-30 мин иповторяют все укаэанные операциине менее двух раэ.Изобретение относится к технн - ческой электрохимии, в частности к способам изготовления электродов для электролиза щелочных растворов.Известен способ изготовления 5 электрода путем электрохимического нанесения на металлическую подложку активного слоя в виде сплава никель- кобальт из электролита, содержащего сернокислый кобальт и сульфонат никеля,.при 60-65 ОС, плотности тока 400-600 А/м и рН раствора 3,5-3,8. Затем электрод алитируют при 700 С и выщелачивают в 30 -ном растворе щелочи 1 . 15Недостатком способа является сложность изготовления, обусловленная необходимостью использования высоких температур игромоздкого оборудования .Известен также способ изготовления 20 электрода путем нанесения на подложку дисперсного катализатора и фторопласта в соотношении 10:3. Катализатор готовят методом соосаждения. В 50 мл раствора солей 15 г М (005) 6 НО и 30 г Со(ИОЭ) 6 Н О добавляют при непрерывном помешивании 150 мл раствора, содержащего 50 г КЯ. Образующийся при этом катализатор (15 г) отфильтровывают и высушивают 30 в токе азота при 125 С 10 + 12 ч. Затем сухой порошок смешивают с суспензией фторопласта, наносят на Нд-сетку и спекают в атмосфере азота при 300 С в течение 1 ч, Получае мый согласно этому способу электрод может работать только как катод. По" тенциал такого катода при плотности тока 4000 А/м в 453-ном растворе КОН составляет 0,112 В 21.40Недостатком способа является сложность технологии изготовления, а именно приготовление порошка ката- лизатора, включающее операции осаждения, Фильтрования, продолжительного 45 промывания, длительного высушивания при высокой температуре, а также смешение катализатора с Фторопластом и нанесение смеси на сетку. Операция смешивания порошка катализато ра с суспензией требует строгого поддержания рН раствора, а операция- нанесения смеси на сетку является очень трудоемкой, особенно при использовании электродов большого раз мера.При этом приготовление активного ка-; тода требует большого количества катализатора 20 мг на 1 см, а расход кобальта составляет 80 мг на 1 смэлектрода.Цель изобретения - упрощение способа изготовления электрода присохранении его высокой электрохимической активности.Указанная цель достигается тем,что согласно способу изготовленияэлектрода для электрохимических процессов, включающему нанесение наникелевую подложку активного слоя,.содержащего соединения никеля, кобальта и серы, нанесение ведут погружением никелевой подложки в водный раствор, содержащий смесь нитратов никеля и кобальта в количестве150-220 г/л, при соотношении никеляк кобальту, равном 4-3:1, и гидросульфит натрия в количестве 70-100 г/лпри 70-90 С, проводят не менее пятипогружений с сушкой между погружениями, после последнего погружениясушку проводят 20-30 мин и повторяютвсе укаэанные операции не менее двухраз,При нанесении активного слоя на никелевую подложку согласно предлагаемому способу значительно упрощается изготовление электрода, при этом на подложке формируется слой, содержащий сернистые соединения никеля и кобальта, Расход кобальта приблизительно равен 0,3 мг/см, что в 25 раз меньше, чем в известном способе,Б р и м е р. В раствор, содержащий 160 г/л нитрата никеля и 40 г/л нитрата кобальта, добавляют раствор гидросульфита натрия концентрацией 70 г/л. В указанную смесь, нагретую до 80 С, погружают на 5 мин никелевую сетчатую или пористую подложку, после чего сушат на воздухе в течение 1 мин. Погружение осуществляют пять раз, а затем сушат на воздухе при 50 С в течение 20 мин. Затем весь процесс погружений и сушки повторяют, используя свежеприготовленную смесь солей.Электроды испытываются в процессе электролиза 6 И раствора КОН при 70 С в качестве как катодов, так ианодов.Потенциал электродов при различных плотностях тока приведенв табл. 1.=4000 А/м в 6 М КОН при 70 С характеристики катодов практически не меняются.При выходе за пределы предлагае-,5 мого интервала значений общего содержания смеси нитратов никеля и кобальта в растворе электрохимическаяактивность электрода ухудшается.Данные о влиянии общей концентра 0 ции солей Со(ИОд) и И 1(ИО) на активность электродов, работающих в качестве катодов и анодов, приведенав табл. 2. Испытания проводятся присоотношении Со(ИО) .И 1(ИОз) =1:4,15 содержание гидросульфита Иа 70 г/л,д.=4000 А/м 6 ЖОН, 70 С.Таблица 2 3Таблица 1 Плотность тока,А/м-0,11 400010 000 Готовый электрод может на воздухе длительное времработе в течение двух неде анитьсяПри ь при Показатель Концент нитратов, г г 60 00 220 5 Потенциал катода,,110 0,14 1,538 1,480 1,470 1,43 0 1,580 Потенциал ан Данные о влияниигидросульфита натрияобъему раствора) наэлектрода приведеныИспытания проводятсяцентрации нитратовля 200 г/лСоотнош: Со(МОз) =4: 1, х=40 Предлагаемый интервал отношения количества никеля к кобальту в общей смеси нитратов соответствует содержанию кобальта в количестве 20 - 25 Х. При содержании Со менее 207 потенци ал электрода резко возрастает, увеличение содержанияСо выше 257 нецелесооб -разно,так какпрактически невлияет наэлектрохмическую активность электрода, количества(в г/л к общем активность в табл. 3. ей кони никеОя)я.6 ЖОН при обаль ние И 00 А/а 3 Табл г/ центрация гидросульфита н1казател 70 120 150 200 270 отенц атода,0,110 0,105 0,130 0,153 0,16 1,485 1,470 1,506 1,520 1,53 ода,При проведении окончательной суш- во времени, Сушка более 30 мин электрода в течение менее 20 мин практически не влияет на характери ижается стабильность его работы тику электрода.. 1162878Данные о влиянии числа погружений при одном цикле обработки на электрохимические характеристики катодов при оптимальном составе раствора и других технологических. параметров приве-дены в табл. 4. Таблица 5 Т а б л и ц а 4 Потенциал ано 1 О да, В 1,153 1,48 1,48 4 5 6 Число погру 3жений Потенциалкатода,В(навеэв) 0,154 0,127 0,110 0,110 Потенциаланода, В 1,507 1,501 1,48 1,49 2 О Составитель Т.Гуменюк Редактор О.Вугир Техред С,Мигунова . Корректор Л.БескидЗаказ 4067/26 Тираж 637 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по деламизобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 Данные о влиянии числа циклов обработки на электрохимические характе-д ристики катодов при оптимальном составе раствора и других технологических параметров приведены в табл. 5. Число обработок 1 2 3 Потенциал катода, -В(н.в.э.) 0,178 0,110 0,105 Предлагаемый способ изготовления электрода по сравнению с известным позволяет значительно упростить процесс изготовления за счет исключения целого ряда сложных и трудоемких операций и необходимости использования специального оборудования. Предлагаемый способ может быть легко автоматизирован.Кроме .того, электроды, изготовленные предлагаемым способом, могут быть использованы в электрохимическом процессе как в качестве катодов, так и анодов при сохранении их .достаточно высокой электрохимической активности.