Анод для электролиза разбавленных хлоридных растворов

(51 ГОСУДАРСТВЕННЫПО ИЗОБРЕТЕНИЯПРИ ГКНТ СССР КОМИТЕ И ОТКРЬ ЯМ ОБРЕТЕ ПИСАН ЕТЕЛЬСТВУ ТОРСКОМУ С 4Изобретение относйтся к технической турой рутила из оксида рутения, ирйдия; ос- (Л электрохимии, в частности к производствумия или палладия и внешний слой из окис- р анодов, используемых при электролизе раз- лов марганца МПО 1,5-2,0.бавленных хлоридных растворов.Недостатками известных" анодов являЦелью изобретения является создание ется то, что в разбавленных хлоридных рас-О анода, обладающего высоким выходом це-" твораханоды имеют низкий выход 14 левого продукта по току при сниженном рас- гипохлорита (хлора) по току, а для изготовходе драгметалла.ления анодов требуется большой расходИзвестен анод, содержащий электро- драгметалла,вам проводную титановую основу(подложку) с . Наиболееблизкимпотехническойсущкаталитическйм покрытием, содержащим ности и достигаемому рвзуль 1 эту к предладиоксиды рутения(йв 02)имарганцэ(Мп 02), гаемому изобретению является анод для соответственно 90-95 и 5 - 10 мол.о, электролиза водных растворов" ,содержаИзвестен анод, имеющий электропро- щий основу из вентильного металлас актив- водную основу из вентильного металла или ным (катэлитическим) покрытием из его сплава, тонкий промежуточный слой с диоксидоврутенияимарганца.взятыхсоотповышенной электропроводностью и струк(21) 4857557/26(54) АНОД ДЛЯ ЭЛЕКТРОЛИЗА РАЗБАВЛЕННЫХ ХЛОРИДНЫХ РАСТВОРОВ(57) Изобретение относится к техническойэлектрохимии,в частности к производствуанодов, используемых при электролизе разбавленных хлоридных растворов. Цельюизобретения является снижение расходадрагметалла на изготовление легированных диоксидом рутения, диоксидмарганцевых анодов при сохранении высокой селективности к хлорной реакции, низкого электродного потенциала и. высокой коррозионной стойкости. Цель достигается тем, что известный анод, состоящий из основы вентиль- ного металла и нанесенного на нее покрытия, включаащегодибксид рутения и .диоксид марганца, содержит между актив.ным покрытием и вентильной осйовой промежуточный слой из йи 02, а активное покрытие содержит йо 02 и Мп 02, при содержании компонентов, мол.,: йо 02 1,0-4,0;Мп 02 99,0-96,0. Общий расход рутения на . изготовление анодов не превышает 8,5г/м . 2 ил., 1 табл.Фф(и рототип).Однако, использование такога анодадля электролиза разбавленных хлоридныхрастворов приводит к неоправданно большому расходу драгметалла (рутения), минимум 20 г/м при содержании БцОг вгактивной массе 10 мол,%,Целью изобретения является снижениерасхода рутения, при сохранении на прежнем уровне электрохимических характеристик анодов: выхода целевогопродукта потаку; величины электродного потенциала;корразионнбй стойкости.Поставленная цель достигается тем, что 15известный анод. состоящий из основы вен-"тильного металла и нанесенного на нее покрытия, включающего диоксид рутения идиоксид марганца, согласно изобретению,содержит между активным покрытием 1 и 20вентильнай основой 3 промежуточный слой2 (фиг, 1) из БцОг (расход рутения в промежуточном слое 0,1 - 0,5 г/м ), а активное покрь тие содержит БцОг и Ми Ог и риследующем соотношении компонентов, 25мол.%: БцОг 1,0-4,0; МпОг 99,0 - 96,0. Расход рутения в активной массе 2-8 гlм, Общий расход рутения на изготовление.анодов составит 2,1 - 8,5 г/м .При отсутствии промежуточного подслоя оксида рутения электроды, содеркащие в активной массе менее 10 мол.% БцОг,имеют довольно высокие значения электродного потенциала, увеличивающегося суменьшением содержания БцОг в активной 35массе,Введение падслоя позволяет сохранитьнизкое значение потенциала при значительно болсе низком расходе рутения.Отдельно следует рассмотреть вопрос о 40селективности электродов в хлорной реакции. До настоящего времени было неизвестно какое минимальное количество БцОгнеобходимо вводить в активную массу наоснове МпОг, чтобы иметь достаточно высокие значения выхода потоку хлора в разбавленных хлоридных электролитах.Исследования показали(фиг. 2), что для .повышейия выхода хлора по току достаточно вводить очень, малые количества БцОг 50Аноды, содеркащие 1,5-2,5 мол.% БцОг,имеют выход па току, соответствующий чистоту БцОг (100 мол.%), При содержанииБцОг мейее 1,0 мол.% активирующий эффект непроявляется. Введение же БцОг 55свыше 4,0 мал.0/, нецелесообразно, так какприводит к неоправданно большому расходу драгметалла,Комбинация подслоя БцОг и малых количеств ЙцОг, вводимых в активную массу,позволяет существенно сократить расход рутения при сохранении низкого значения анодного потенциала и высокого выхода целевого продуктапо току,Введение подслоя позволило изучить изменение селективности активной массы на основе МпОг, легированных оксидом рутения в области малых концентраций 0,1- 10,0 мал.%, Ранее это сделать не удавалось из-за высоких электродных потенциалов анодов, содержащих в аКтивной массе менее 10 мол.% БцОг и не имеющих промежуточного слоя(такие аноды были практически неработоспособны),Доказано существенное каталитическое влияние малых количеств БцОг (1,0-4,0 мол.%) на селективность к хлорной реакции диоксидмарганцевых анодов. Подобный эффект ранее не наблюдался.П р и м е р (изготовление анода). На основу из титана марки ВТ 1-0, предварительно механически защищенную наждачной бумагой, пратравленную 15 с в смеси НГ;НМОз(1;3) и прагидрированную в 10%- нам растворе щавелевой кислоты при 950 С в течение одного часа, с помощью кисти наносится 0,1 М раствор Бц(ОН)Сз. Далее электроды обжигают 15 мин при температуоре 420 С, после чего на поверхности образуется слой из БцОг с расходом Бц (0,1 г/м ). Затем кистью наносят 1 М раствор смеси азотнокислого марганца и аксихлорида рутения, взятых в таком соотношении, чтобы после обжига в покрытии содержалось 3,0 мал.% БцОг остальное МПОг,После нанесения раствора электроды обжигаютот снач=120 С со скоростью 100 С в 1 мин, повышая температуру до 440 С и выдерживая при этом значении температуры 30 мин, После охлаждения наносят следующий слой раствора и повторяют обжиг. Таким образам наносят 20 слоев активного покрытия.Полученные электроды были использованы для электролиза 0,5 н раствора ИаСЛПри плотности тока 200 и 800 А/м выход гипохлорита по току составил 60%, а значения электродного потенциала соответственно 1,48 и 1,57 В (н,в.э.).Характеристики диоксидмарганцевых анодов, легированных оксидов рутения, представлены в таблице.Как видно из таблицы, для предлагаемого анода оптимальным содержанием оксида рутения в активной массе является 1,0-4,0 мол,%, при этом обеспечивается высокий выход целевого продукта па току и низкое значение электродного потенциала, а расход рутения существенно снижается.- Анод для электролиза разбавленных хлоридных растворов, содержащий основу иэ вентильного металла или его сплава с активным покрытием, содержащим диоксид рутения и диоксид марганца, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью удешевления анода за счет уменьшения расхода рутения,он содержит промежуточный слой иэ диоксида рутения, а активное покрытие содержит диоксид марганца и диоксид рутения при следующем соотношении компонентов, 5 мол,%:Диоксид марганца ., 96,0 - 99,0Диоксид рутения 1,0-4,0.1754797 соФ ео 2.3 5 Ат,Ж Составитель Т.Барабашильнягина Техред М.Моргентал Редактор Корректор А,О акаэ 287 О; . Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 оизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гаг