AT344199B

AT344199B - Metallanode

Info

Publication number: AT344199B
Application number: AT541476A
Authority: AT
Original assignee: Conradty Fa C
Priority date: 1973-10-27
Filing date: 1976-07-22
Publication date: 1978-07-10
Also published as: ATA541476A

Description


   <Desc/Clms Page number 1> 
 



    Die Erfindung betrifft eine Metallanode mit einem Grundkörper aus Ventilmetall, wie Titan, Tantal, Niob, Zirkon, Hafnium, Wolfram, Molybdänund deren Legierungen, und einer aktiven Deckschicht, für elektrochemische Prozesse, insbesondere zur Herstellung von Chlor, Chloraten, Hypochloriten, Ätznatron und Ätzkali. 



  Es sind bereits Metallanoden bekannt, welche Deckschichten verschiedenster Zusammensetzung erhalten, um die Nachteile der Anodentragkörper aus passivierbarem Metall, wie Titan, Tantal, Zirkon, Niob, zu beseitigen. 



  Zum grössten Teil haben sich jedoch die für die Aufbringung als Deckschicht oder als wesentlicher Bestandteil derselben vorgeschlagenen Substanzen leider als unbrauchbar erwiesen, da ihre elektrische Leitfähigkeit und/oder ihre chemische und elektrochemische Beständigkeit nicht zufriedenstellend sind bzw. eine Reihe der vorgeschlagenen Substanzen überhaupt nicht oder nicht so leicht auf den Anodentragkörper aufzubringen sind, ohne die an eine Deckschicht gestellten Anforderungen negativ zu beeinflussen. 



  Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, eine Metallanode mit einer Deckschicht zu schaffen, bei der sich die Deckschicht nur durch eine neue elektrochemische Substanz kennzeichnet, die eine besonders hohe elektrochemische Aktivität aufweist. 



  Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Deckschicht aus im wesentlichen TlPdgO besteht. 



  TlPds 04 ist unter Zersetzung leicht löslich in konstant siedender Bromwasserstoffsäure, mässig löslich in Königswasser und Perchlorsäure, schwer löslich in Schwefelsäure, Salpetersäure, Ameisensäure und al-   
 EMI1.1 
 
Volumen der   Elementarzelle V# = 883,68  3 Ez   
Zahl der Formel- einheiten Z   = 8   
 EMI1.2 
 Aus der Netzebenenstatistik folgten die Auslöschungsbedingungen   hKl   :   +   k =   2n-l   
 EMI1.3 
   + 1F43m-Td2, Fm3 T und F23-T2 in Frage. d h  
Die rasterelektronenmikroskopische Untersuchung ergab das Vorliegen teilweise verzwillingter Oktaeder. 



   Fasst man die Ergebnisse zusammen, so bestätigen diese das Vorliegen einer kubisch flächenzentrierten Struktur. 
 EMI1.4 
 wie natürlich auch sonstige elektrochemische Prozesse. 



   Die erfindungsgemäss eingesetzte Verbindung weist gegenüber analogen Natrium- und Erdalkalimetallverbindungen Vorteile hinsichtlich der unterschiedlichen Struktur, der elektronischen Verhältnisse und der durch letztere bedingten günstigeren elektrochemischen Aktivität auf. Es wurden Versuche mit verschiede-   nen Prozentsätzen TlPd 04   in der elektrochemisch aktiven Deckschicht durchgeführt, deren Ergebnisse der folgenden Tabelle zu entnehmen sind.

   

 <Desc/Clms Page number 2> 

 
 EMI2.1 
 
 EMI2.2 
 
<tb> 
<tb> %-Gehalt <SEP> Zellenspannung <SEP> O2 <SEP> H2 <SEP> AnfangszellenTiPd3O4 <SEP> in <SEP> V <SEP> im <SEP> Chlorgas <SEP> spannung
<tb> Vol.-% <SEP> Vol.-% <SEP> in <SEP> V <SEP> 
<tb> 20 <SEP> 4, <SEP> 10 <SEP> bis <SEP> 4,27 <SEP> 0, <SEP> 15 <SEP> bis <SEP> 0,20 <SEP> 0, <SEP> 15 <SEP> bis <SEP> 0,25 <SEP> 4, <SEP> 10 <SEP> bis <SEP> 4, <SEP> 15 <SEP> 
<tb> 40 <SEP> 4, <SEP> 10 <SEP> bis <SEP> 4,23 <SEP> 0, <SEP> 15 <SEP> bis <SEP> 0,20 <SEP> 0, <SEP> 10 <SEP> bis <SEP> 0,20 <SEP> 4, <SEP> 10 <SEP> bis <SEP> 4, <SEP> 15 <SEP> 
<tb> 70 <SEP> 4,10 <SEP> bis <SEP> 4,20 <SEP> 0,10 <SEP> bis <SEP> 0,15 <SEP> 0,10 <SEP> bis <SEP> 0,20 <SEP> 4,10 <SEP> bis <SEP> 4,12
<tb> 
 Die Versuche wurden unter den Normbedingungen durchgeführt. 
 EMI2.3 
 
<tb> 
<tb> Elektrolyt <SEP> :

   <SEP> 300 <SEP> g <SEP> NaCl/l <SEP> 
<tb> pH-Wert <SEP> : <SEP> 3, <SEP> 0 <SEP> bis <SEP> 4, <SEP> 0 <SEP> 
<tb> Temperatur <SEP> : <SEP> 800C <SEP> 
<tb> iA <SEP> : <SEP> 10 <SEP> kA/m2
<tb> Elektrodenabstand <SEP> : <SEP> 2 <SEP> mm <SEP> 
<tb> 
 
Die Werte zeigen, dass durch steigende Prozentsätze an   TIPd   04 in der Anode die elektrochemische Aktivität in Richtung einer selektiven Chlorabscheidung zunimmt, die Alterung der Deckschicht geringer wird und damit höhere Standzeiten der Zellenbestückung erzielt werden. 



   Tabelle 2 
 EMI2.4 
 
<tb> 
<tb> Zelleneinlauf <SEP> Z <SEP> ellenauslauf <SEP> 
<tb> gg
<tb> Elektrolyt <SEP> : <SEP> 190 <SEP> 125 <SEP> NaCl/l
<tb> 340 <SEP> 565 <SEP> NaClOs/1
<tb> 3 <SEP> bis <SEP> 4 <SEP> 3 <SEP> bis <SEP> 4 <SEP> Na2Cr20/l
<tb> 
   pH-Wert :   6, 0 bis 6, 5 
 EMI2.5 
 
 EMI2.6 
 
<tb> 
<tb> bis <SEP> 5 <SEP> kA/m2%-Gehalt <SEP> Zellenspannungs-Stromausbeute <SEP> 
<tb> TlPd <SEP> gO <SEP> charakteristik <SEP> %
<tb> (Volt)
<tb> 70 <SEP> E <SEP> =2, <SEP> 50+0, <SEP> 31. <SEP> i <SEP> 94 <SEP> bis <SEP> 96
<tb> Z <SEP> A <SEP> 
<tb> 50 <SEP> E <SEP> = <SEP> 2, <SEP> 55+ <SEP> 0, <SEP> 31. <SEP> iA <SEP> 93 <SEP> bis <SEP> 95
<tb> Z <SEP> A <SEP> 
<tb> 20 <SEP> E <SEP> = <SEP> 2, <SEP> 60+ <SEP> 0, <SEP> 32.

   <SEP> i <SEP> 94 <SEP> bis <SEP> 96
<tb> Z <SEP> A
<tb> 
 
Bereits bei einer Anwesenheit von 20% von   TlPdgO.   in der Deckschicht wird eine befriedigende elektrochemische Aktivität gewährleistet. Im Dauerbetrieb bei einer Stromdichte von 10000 A/m2 bewährte sich eine derart beschichtete Metallanode über eine Zeit von 12 Monaten, ohne eine Änderung der elektrischen Eigenschaften, wie Stromausbeute, Zellspannung, oder elektrochemischen Aktivität, wie Chlorabscheidung, Festigkeit der Deckschicht gegen Abtragung, erkennen zu lassen.

Claims

PATENTANSPRUCH : Metallanode mit einem Grundkörper aus Ventilmetall, wie Titan, Tantal, Niob, Zirkon, Hafnium, Wolfram, Molybdän und deren Legierungen, und einer aktiven Deckschicht, für elektrochemische Prozesse, insbesondere zur Herstellung von Chlor, Chloraten, Hypochloriten, Ätznatron und Ätzkali, dadurch ge- EMI3.1