Способ изготовления катода

(19) (11) А 1 51) 4 С 25 В 1 10 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(57) Изобретение относится к технологии изготовления катодов, используемых в электрохимических производствах, в частности при получении гипохлорИта, хлората, и позволяет повысить их стойкость. Для увеличениясрока службы титановых катодов титановую основу подвергают окислительному обжигу и травлению, причем травление основы осуществляют перед ее окислительным обжигом, а обжиг проводят при температуре 600-700 С в течение 1-3 ч, После такой обработки на титановую основу известным способом наносят активное покрытие, например из смеси окислов палладия и титана (Рс 1 50, Т 50 мол,Е), При испытаниях такого катода например в 37-ном ра2 створе БаС 1 при плотноститока 0,2 А/см в условиях получения гипохлорита, показано, что в течение 200 ч электролиза катод имеет стабильные поляризационные характеристики, низкую величину потенциала. Коррозии ка- й тода и увеличения содержания водорода в титановой основе после электролиза не обнаружено. 1 табл.55 1132 ббИзобретение относится к технологииизготовления катодов, используемыхв электрохимических производствах,в частности при получении гипохлори 5та, хлората и др.Цель изобретения - повышение стойкости катода при его эксплуатации.П р и м е р 1. Осуществляют обработку основы из титана для изготовления катода, при которой 3 пластинытитана размером 10 х 10 х 0,5 мм обеэжиривают в содовом растворе, промываютводой и протравливают в 503-ном растворе серной кислоты при 80 С в течение 20 мин, промывают в дистиллированной воде и сунат при 40 С, затемокисляют в атмосфере воздуха при550 С в течение 1 ч, на подготовленную таким способом титановую основунаносят активное покрытие из смесиокислов паг 1 ладия и титана (РЙ50 мол.7.; Т 50 мол.7),Для нанесения активного покрытияготовят покровный раствор из исходных растворов хлорида палладия с концентрацией 0,49 моль и раствора четыреххлористого титана в воде конц.2,75 моль. Покровный раствор содержит в 1 мл 0,83 мл раствора палладия 30и 0,17 мл раствора титана. Наносят3-5 слоев. После нанесения каждогослоя электроды оначала сушат при120-150 С, затем обжигают при 420 Св течение 20 мин, последний слой втечение 40 мин. Общая закладка палладия в покрытии 4-б,5 г/м поверхности.Образцы подвергали испытаниямпри катодной поляризации в 3 7. - ном 40растворе 11 аС 1 при плотности тока0,2. А/см в условиях получения гипохлорита натрия в течение 200 ч, Вконце электролиза обнаружено увеличение катодного потенциала на 0,3 В 45и заметное отслаивание покрытия, 11 еотодом вакуумной экстракции при 880 Сустанавливают, что содержание водорода в титановых катодах после электролиза увеличивалось почти на порядок по сравнению с исходными образцами (см,таблица, образец 1 а).Титановую основу обрабатывают какизложено выше, но окислительный обжиг проводят при 600 С. При испытаниях катодов с нанесенным покрытиемсмесью окислов палладия и титана вусловиях гипохлоритного электролиза,как образец 1 а, показано, что в про 1 цессе электролиза катоды имеют стабильные поляризационные характеристики. По изменению веса и визуальным наблюдениям заметной коррозии катодов не обнаружено. Содержание водорода в образцах после электролиза не увеличивается по сравнению с исходными образцами (см.таблица, образец 1 б)Титановую основу обрабатывают как образец 1 а, но окислительный обжиг проводят при 700 С, затем наносят покрытие, Результаты испытаний при электролизе с получением гипохлорита натрия показаны в таблице (образец 1 в).Титановую основу обрабатывают, как образец 1 а, но окислительный обожиг проводят при 750 СПри испытаниях катодов с нанесенным покрытием и в условиях электролиза образца 1 а, обнаружено значительное отслаивание покрытия вместе с окисной пленкой и увеличение катодного потенциала (таблица, образец 1 г).Титановую основу обрабатывают, как образцы 1 б,в,г, но окислительный обжиг проводят в течение 45 мин,После нанесения на основу покрытия из смеси окислов палладия и титана образцы испытывают в таких же условиях электролиза, как и образец 1 а. Результаты испытаний представлены в таблице (образцы 1 д,е,ж). Титановую основу обрабатывают как образцы 1 а, б,в,г, но окислительный обжиг при всех температурах проводят 3 ч,После нанесения такого же покрытия, как в образце 1 а, проводят испытания при катодной поляризации в условиях электролиза, как в образце. 1 а. Результаты испытаний показаны в таблице (образцы 1 з,и,к,л).Вследствие идентичности результа" тов испытаний образцов, изготовленных на титановой основе, подвергнутой окислительному обжигу в течение 1 и 3 ч, нецелесообразно и экономически невыгодно проводить испытания образцов, подвергнутых более длительному обжигу.П р и м е р 2. Титановую основу (3 пластины размером 10 х 10 х 0,5 мм) обрабатывают, как в примере 1 (образец 1 а). На обработанную основу наносят термохимическим путем платиновое покрытие, Покровный раствор для нанесения покрытия готовят на основе313266хлорплатината с концентрацией платины 100 г/л. После нанесения растворана поверхность титана проводят сушку и термообработку в таком же режи 5ме, как при нанесении покрытия изсмеси окислов палладия и титана (пример 1, образец 1 а). Наносят 3 слоя.Общая закладка платины в покрытииг9 г/м поверхности. Полученные образцы испытаны при электролизе 1 Мраствора серной кислоты при плотности тока 0,2 А/см в течение 20 чгэлектролиза,Результаты испытаний показаны втаблице (образец 2).П р и м е р 3. Образцы с покрытием смесью окислов палладия и титанана титановой основе, обработаннойкак в примере 1 образец 1 а, испытаныпри катодной поляризации и течение200 ч электролиза при плотности тока0,2 А/см (в условиях получения хлорийта натрия концентрация ИаС 1 100 г/л,НаС 10 400 г/л). Результаты испытаний показаны в таблице (образец 3).Титановую основу обрабатывают какв примере 1, образец 1 а. Затем наподготовленную таким способом поверхность титана гальваническим пу- ЗОтем наносят палладиевое покрытие изаммиачного электролита палладирования, Толщина покрытия 3-5 мкм. Образцы испытаны при катодной поляризациив течение 200 ч электролиза при плотности тока 0,2 А/см" в раствореНаС 1 30 г/л в условиях получения гипохлорита. 40 45Способ изготовления катода дляэлектрохимических процессов, включающий обработку титановой основы окислительным обжигом, травление и нанесение активного покрытия, содержащего металл платиновой группы и/илиего оксид, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью увеличения стойкости катода, травление титановой основы осуществляют перед окислительным 55обжигом и последний ведут при 600 -700 С в течение 1-3 ч. П р и м е р 4, Титановую основу в виде пластины размером 10 х 10 х х 0,5 мм обрабатывают по известному способу, Поверхность титана подвергают термообработке на воздухе при 550 С в течение 1 ч, а затем протравливают в 507-ном растворе серной кислоты при 80 С в течение 20 мин, На подготовленную таким способом основу нанесено покрытие смесью окислов палладия и титана (Рй 50 мол. .; Т 1 50 мол,7), как в примере 1, образец 1 а. Образцы испытаны при катодной поляризации, как в примере 1, образец 1 а, После 200 ч электролиза начинается отслаивание покрытия и разрушение титановой основы, а содержание водорода повышается в 3 раза по срав 304нению с исходным образцом (таблица,образец 4 а).Титановую основу обрабатывают,какв примере 4, образец 4 а, но предварительную термообработку проводятпри 600 С в течение 1 ч, На обработанную основу наносят покрытиесмесью окислов палладия и титана,какв примере 1, образец 1 а. Полученныеобразцы испытывают при электролизев таких же условиях получения гипохлорита натрия, как в примере 1, образец 1 а, Результаты испытаний показаны в таблице (образец 4 б).Как видно иэ данных таблицы, осуществление обработки титановой основы для изготовления катода с новойпоследовательностью операции, а именно травление перед окислительным обжигом в сочетании с проведением окнслительного обжига в узком интервалетемпературы (при 600-700 С) и в течение 1-3 ч обеспечивает получение катода, обладающего стойкостью к наводораживанию и коррозии в процессеэлектролиза различных (хлоридных,хлоратных, сернокислых) растворов принизком стабильном потенциале электрода, т,е, обладает существенными отличиями,Термообработка при температуре ниже 600 С и меньше чем 1 ч приводитк быстрому наводораживанию и разрушению титановой основы, что не позволяет применять ее в качестве катода,а термообработка при температуре выше 700 С приводит к отслаиванию покрытия и быстрому росту потенциалакатода в процессе его эксплуатации,т,е. не обеспечивает стабильную работу катода. формула иэо бретения" бэ ххО Рф о оэ ма1б 1. ОбО Я х х б Х О б ц Ббю э б о э б х э э э о И о 1ооээбХО,эо о х аМ ,х эо х 1 О,.б0 1 Э 1Э 1 б5 Э;о . "о1 д й а111 1 Э х э х 3 Ва 1 Х 0 о х Х 1- Е Х б О 1о хэ оЕ бо ахЭохихд 5 хф Х В ф О ь ь Вь оа Фь 5 Ф о ц 1 о,ы рл