BE875975R - Electrode comprenant un substrat en metal valve, un revetement intermediaire semi-conducteur et un revetement superficiel de dioxyde de manganese - Google Patents

Electrode comprenant un substrat en metal valve, un revetement intermediaire semi-conducteur et un revetement superficiel de dioxyde de manganese

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BE875975R
BE875975R BE0/194936A BE194936A BE875975R BE 875975 R BE875975 R BE 875975R BE 0/194936 A BE0/194936 A BE 0/194936A BE 194936 A BE194936 A BE 194936A BE 875975 R BE875975 R BE 875975R
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B11/00Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for
    • C25B11/04Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for characterised by the material
    • C25B11/051Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier
    • C25B11/073Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier characterised by the electrocatalyst material
    • C25B11/091Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier characterised by the electrocatalyst material consisting of at least one catalytic element and at least one catalytic compound; consisting of two or more catalytic elements or catalytic compounds

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  • Electrodes For Compound Or Non-Metal Manufacture (AREA)

Description


  "Electrode comprenant un substrat en métal valve, un revêtement intermédiaire semi-conducteur et un revêtement superficiel de dioxyde de manganèse" La présente invention se rapporte notamment à des électrodes utilisées dans des procédés électrochimiques, ces  électrodes possédant un substrat en métal valve portant un revêtement intermédiaire semi-conducteur composé d'oxydes d'étain 

  
et d'antimoine et portant une couche superficielle composée d'oxydes choisis parmi le groupe comprenant l'oxyde de chrome,

  
de manganèse, de fer, de cobalt, de nickel, de molybdène ou de  tungstène. On obtient une électrode considérablement moins coû-  teuse� ainsi que des tensions de cellule faibles pour des densités de courant données. Plus particulièrement, la présente invention se rapporte à une électrode très améliorée ayant un substrat en  métal valve, tel que le titane, portant un revêtement intermédi-  aire semi-conducteur constitué par des composés d'étain et  d'antimoine qui ont été appliqués selon une série de couches et  cuits pour donner leurs oxydes respectifs et portant un revêtement superficiel constitué par des oxydes de métaux de transition choisis parmi le groupe comprenant le chrome, le manganèse, le fer, le cobalt, le nickel, le molybdène ou le tungstène, appliqués selon une série de plusieurs couches et cuits pour donner leurs oxydes respectifs 

  
Les méthodes de fabrication électrochimiques devien-  nent toujours plus importantes pour 11 industrie chimique, ce qui

  
 <EMI ID=1.1> 

  
capacité pour économiser l'énergie et au fait qu'il est possible

  
de réduire leurs coûts. Par conséquent, un grand nombre d'efforts dans le domaine de la recherche et du développement ont été faits en ce qui concerne des procédés électrochimiques et la mise en oeuvre de ces procédés. Un élément important de la mise en

  
oeuvre est l'électrode elle-même. L'objet de ces recherches a 

  
été de fournir une électrode supportant l'environnement corrosif

  
se trouvant à l'intérieur de la cellule électrolytique ; un moyen  efficace pour la production électrochimique ; et un prix pour  l'électrode compris daas un domaine acceptable commercialement. 

  
Seuls quelques matériaux: peuvent constituer effectivement une  électrode devant être utilisée en particulier comme une anode, 

  
 <EMI ID=2.1> 

  
sur la plupart des autres substances. Les matériaux que l'on  peut utiliser sont : le graphite, le nickel, le plomb., des allia-  ges du plomb, le platine ou le titane platiné. Des électrodes  de ce type ont des applications limitées à cause de leurs incon-  vénients variés qui sont notamment : un manque de stabilité di-  mensionnelle ; un coût élevé ; une activité chimique; la contamination de l'électrolyte ; la contamination du dépôt cathodique  la sensibilité aux impuretés ou les surtensions élevées en oxy- 

  
 <EMI ID=3.1> 

  
que par rapport au potentiel théorique auquel l'élément désiré 

  
est déchargé à la surface de l'électrode. 

  
L'histoire des électrodes est remplie d'exemples  d'essais et de propositions pour surmonter quelques-uns des  problèmes associés à l'électrode dans une cellule électrolytique, mais aucun de ces exemples n'a semblé donner une optimisation 

  
des caractéristiques désirées pour une électrode devant être  utilisée dans une cellule électrolytique. Habituellement, par 

  
 <EMI ID=4.1> 

  
une électrode ayant la plupart des caractéristiques désirables  citées ci-dessus et ayant de plus une faible tension de demi-  cellule à des densités de courant données, de façon à ne pas 

  
 <EMI ID=5.1> 

  
 <EMI ID=6.1> 

  
matériau excellent pour être utilisé dans une électrode fonctionnant comme une anode pour un procédé d'extraction par voie élec-  trochimique et qu'il satisfait à de nombreuses caractéristiques 

  
 <EMI ID=7.1> 

  
présent, on n'a pas trouvé qu'il convenait pour être utilisé indus-   <EMI ID=8.1> 

  
de plomb et des électrodes de carbone, mais une anode en carbone a l'inconvénient de beaucoup polluer l'électrolyte, ce qui est dû à son usure rapide, et elle possède urne résistance électrique qui augmente, ce qui entraîne l'accroissement du potentiel de demi-cellule. Ce potentiel de demi-cellule plus élevé entraîne que la cellule électrolytique consomme plus d'énergie électrique qu'il n'est désirable. Les inconvénients de l'anode en alliage de plomb sont que le plomb se dissout dans l'électrolyte et que le soluté résultant est déposé sur la cathode en entraînant par conséquent un décroissement de la pureté du dépôt obtenu, et que la surtension en oxygène devient trop élevée. Un autre inconvénient de l'anode en alliage de plomb, dans le cas de l'extraction

  
 <EMI ID=9.1> 

  
qui est mauvais conducteur. L'oxygène peut pénétrer sous cette couche et écailler le film en particules qui sont captées dans le cuivre déposé sur la cathode. Cela provoque une dégradation du  revêtement de cuivre qui n'est pas désirable.

  
On a proposé d'appliquer le platine ou d'autres métaux précieux sur un substrat de titane pour conserver leurs caractéristiques électriques avantageuses et de plus pour réduire le coût de fabrication. Cependant, même cet usage limité de métaux précieux tels que le platine qui peut coûter de l'ordre d'environ 323 dollars U.S. par mètre carré de surface d'électrode/ est cher et,, par conséquent n'est pas désirable pour des utilisations industrielles. On a aussi proposé que les surfaces de titane soient plaquées électriquement par du platine sur lequel  on dépose du dioxyde de plomb ou du dioxyde de manganèse.

   Les  électrodes possédant un revêtement de dioxyde de plomb ont pour  inconvénient des surtensions en oxygène relativement élevées et  les deux sortes de revêtement subissent des chocs internes élevés quand ils sont déposés électrolytiquement et sont susceptibles

  
de se détacher de la surface lors de leur utilisation commerciale,  en contaminant l'électrolyte et le produit qui est déposé sur 

  
 <EMI ID=10.1> 

  
anodes est limitée et leur manutention doit être faite avec  beaucoup de précaution. On a essayé une autre amélioration  consistant à déposer une couche de dioxyde de manganèse sur la  surface du substrat de titane de nature relativement poreuse et 

  
à former plusieurs couches de dioxyde de manganèse de façon à ce

  
 <EMI ID=11.1> 

  
rapidement pour ce type d'électrode, ce qui est considérablement désavantageux à des densités de courant plus élevées. Par conséquent, jusqu'à présent,aucune de ces propositions n'a obtenu  beaucoup de succès commercial, principalement parce que l'effi-  cacité de la cellule et la réduction du coût désiré ne sont pas  suffisantes. 

  
Par conséquent, un objet de la présente invention 

  
est de fournir une électrode ayant les caractéristiques opéra-  tionnelles désirées et pouvant être fabriquée à un coût acceptable

  
 <EMI ID=12.1> 

  
Un autre objet de la présente invention est de  fournir une électrode améliorée pour être utilisée dans une 

  
 <EMI ID=13.1> 

  
ment donné de la cellule électrolytique. 

  
 <EMI ID=14.1> 

  
 <EMI ID=15.1> 

  
 <EMI ID=16.1> 

  
 <EMI ID=17.1> 

  
tungstène, le zirconium et des alliages de ceux-ci ; d'un revête-

  
 <EMI ID=18.1> 

  
 <EMI ID=19.1> 

  
&#65533;7  substrat de base et constitué de composés d'étain et d'antimoine que l'on applique et qu'on transforme en leurs oxydes respectifs ; et, sur la surface du revêtement intermédiaire semi-conducteur, d'un revêtement superficiel d'oxydesde métaux de transition choisis

  
 <EMI ID=20.1> 

  
L'électrode améliorée qui surmonte de nombreux inconvénients de l'art antérieur,comprend un substrat en métal valve portant un revêtement intermédiaire semi-conducteur en oxydes

  
 <EMI ID=21.1> 

  
de transition. Le substrat en métal valve formant le composant de  base de 3 ' électrode est un métal électro-conducteur ayant une force mécanique suffisante pour servir de support pour les revê-  tements et doit avoir une résistance élevée à la corrosion quand  on le soumet à l'environnement interne de la cellule électroly-  tique. Des métaux valves typiques comprennent : l'aluminium,  le molybdène, le niobium, le tantale, le titane, le tungstène,  le zirconium et des alliages de ceux-ci. Un métal valve préféré 

  
à cause de son coût, de sa disponibilité et de ses propriétés  électriques eu chimiques est le titane. Le substrat de titane  peut prendre des formes différentes pour la fabrication de l'élec-  trode, y compris par exemple : un matériau en feuille solide, un  matériau en forme de toile qui est un métal déployé avec un grand

  
 <EMI ID=22.1> 

  
 <EMI ID=23.1> 

  
et qui peut être produit en comprimant à froid une poudre de 

  
&#65533;

  
 <EMI ID=24.1> 

  
dans la présente invention à cause de sa longue durée de vie, 

  
 <EMI ID=25.1>  .'si <EMI ID=26.1> 

  
le cas d'une grande électrode. 

  
.

  
 <EMI ID=27.1> 

  
 <EMI ID=28.1> 

  
 <EMI ID=29.1> 

  
 <EMI ID=30.1> 

  
 <EMI ID=31.1> 

  
 <EMI ID=32.1> 

  
compositions sont des mélanges de dioxyde d'étain et d'une quan- 

  
 <EMI ID=33.1> 

  
 <EMI ID=34.1> 

  
 <EMI ID=35.1> 

  
 <EMI ID=36.1> 

  
 <EMI ID=37.1> 

  
le revêtement intermédiaire semi-conducteur d'oxydes d'étain et d'antimoine sur la surface du substrat de métal valve. De façon typique, on peut former de tels revêtements en nettoyant d'abord  physiquement et/ou chimiquement le substrat, par exemple par dégraissage et décapage de la surface avec un acide convenable

  
(tel que l'acide oxalique ou l'acide chlorhydrique) ou par sablage; puis en appliquant une solution des composés appropriés se décom-  posant thermiquement ; séchage et chauffage en atmosphère oxydante. Les composés qui peuvent être employés comprennent n'importe quel sel ou ester organique ou minéral, décomposable thermiquement de l'étain et du dopant antimoine qui peuvent être décomposés thermiquement en leurs oxydes respectifs, y compris leurs alcoxydes, leurs alcoxy-halogénures, leurs amines et leurs chlorures. Des sels typiques sont : le pentachlorure d'antimoine, le trichlorure d'antimoine, le dibutyl-étain-dichlorure, le chlorure stannique et le tétraéthoxyde d'étain. Des solvants

  
ni  <EMI ID=38.1> 

  
butylique, l'alcool éthylique, l'alcool pentylique, l'alcool 

  
 <EMI ID=39.1> 

  
bien que des solvants minéraux tels que l'eau. 

  
La solution des constituants décomposables thermi-  quement, contenant des sels d'étain et d'antimoine dans des  proportions désirées peut être appliquée sur la surface nettoyée

  
du substrat de métal valve par application avec un pinceau, par  immersion, application avec un rouleau, pulvérisation, ou d'autres méthodes mécaniques ou chimiques convenables. Le revêtement est ensuite séché par chauffage d'environ 100[deg.]C à 200[deg.]C pour évaporer 

  
le solvant. Ce revêtement est ensuite cuit à une température 

  
plus élevée comprise entre 250 et 800[deg.]C en atmosphère oxydante 

  
 <EMI ID=40.1> 

  
oxydes respectifs. Ce procédé est répété autant de fois qu'il  est nécessaire pour obtenir une épaisseur ou un poids de revête-  ment désiré pour fabriquer l'électrode particulière. Quand 

  
on utilise un substrat de titane poreux, on peut obtenir un  revêtement semi-conducteur intermédiaire désirable par absorption  d'une solution des composés d'étain et d'antimoine dans le  substrat en répétant cette absorption de 2 à 6 fois en faisant  une cuisson entre chaque absorption, on peut obtenir une épaisseur désirée pour la plaque de titane en appliquant de 2 à 6 couches de composés d'étain et d'antimoine.

   D'une autre manière, on peut former une épaisseur désirée pour le revêtement intermédiaire semi-conducteur en appliquant un certain nombre de couches, avec séchage entre les applications de façon que le procédé de cuisson pour convertir les composés d'étain et d'antimoine en leurs oxydes respectifs soit effectué seulement une fois à la fin d'une série d'étapes de revêtement,   <EMI ID=41.1>  la pulvérisation ou d'autres méthodes convenables -Le revêtement superficiel peut  être déposé de la même manière que le revêtement intermédiaire pour former 

  
une épaisseur ou un poids par unité de surface, comme on le veut  pour l'électrode particulière. Dans le cas d'une toile de titane,  une méthode pour appliquer le dioxyde de manganèse consiste, 

  
par exemple, à déposer électrolytiquement le dioxyde de manga-  nèse directement sur l'électrode revêtue. L'électro-déposition  est un procédé plus commode pour appliquer de plus grandes quan-  tités de dioxyde de manganèse en moins de temps, mais les composés thermiquement décomposables des métaux de transition en cause  peuvent être appliqués au pinceau ou par pulvérisation sur  l'électrode en faisant une série de couches avec une période de séchage entre chaque dépôt de couche et on peut enlever par brossage le matériau en excès présent sur la surface après le séchage. Après que la bande ait été mise à sécher à température ambiante, elle peut ensuite être cuite pendant de courtes péric-  des de temps à une température élevée pour transformer les com-  posés dea métaux de transition en leurs oxydes respectifs.

   Un  autre substrat est constitué d'une toile recouverte d'une matière  poreuse afin d'assurer l'intégrité structurale de cette toile et

  
de la surface de cette matière poreuse. Les revêtements déposés sur ce substrat peuvent être appliqués par électro-déposition ou également en appliquant des composés thermiquement décomposables.

  
On utilise principalement ce genre d'électrode pour 1'électro-déposition de métaux à partir de solutions aqueuses 

  
de sels métalliques, l'extraction par voie électrolytique d'anti-  moine, de cadmium, de chrome, de cobalt, de cuivre, de gallium,  d'indium, de manganèse, de nickel, de thallium, d'étain ou de 

  
1   <EMI ID=42.1> 

  
 <EMI ID=43.1> 

  
Des autres utilisations possibles comprennent : la protection  cathodique d'équipements marins, la formation électrochimique  d'énergie électrique, l'électrolyse de l'eau et d'autres solu-  tions aqueuses, le nettoyage électrolytique, la production élec-  trolytique des poudres métalliques, la synthèse électro-organique

  
et 1'électro-déposition. Des utilisations spécifiques supplémen-

  
 <EMI ID=44.1> 

  
chlorite. 

  
 <EMI ID=45.1> 

  
exemples indiqués à titre non limitatif, permettra de bien  comprendre comment l'invention peut être mise en pratique. 

  
 <EMI ID=46.1> 

  
On prépare une solution pour le revêtement interné-  diaire semi-conducteur en mélangeant 30 ml d'alcool butylique,  5 ml d'acide chlorhydrique (HC1), 3,2 g de trichlorure d'anti- 

  
 <EMI ID=47.1> 

  
 <EMI ID=48.1> 

  
du HC1 pendant une demi-heure pour décaper la surface. Puis,  elle est lavée avec de l'eau et séchée. Le titane est ensuite 

  
 <EMI ID=49.1> 

  
trichlorure d'antimoine-alcoxyde d'étain décrite ci-dessus. La  surface de la plaque est séchée pendant 10 minutes dans un four  à <1><2>5[deg.]C après avoir appliqué chaque revêtement. Le titane est 

  
 <EMI ID=50.1> 

  
rique du revêtement ainsi préparé est de 81,7% de Sn02 et 18,3%  d'oxydes d'antimoine (calculé comme étant Sb203). La lamelle 

  
de plaque de titane est ensuite plaquée par électro-déposition  pendant 10 minutes à 4 mA/cm2 et à 80 + 85[deg.]C dans un bain conte- 

  
 <EMI ID=51.1> 

  
 <EMI ID=52.1>  température ambiante. On peint la lamelle avec on mélange compre- 

  
 <EMI ID=53.1> 

  
ci-dessus, et on fait aussi un séchage à l'air et à température 

  
 <EMI ID=54.1> 

  
 <EMI ID=55.1> 

  
sous l'eau courante. 

  
L'anode, comme on l'a décrit ci-dessus, est utilisée  et testée comme une anode dans une cellule contenant de l'acide 

  
 <EMI ID=56.1> 

  
 <EMI ID=57.1> 

  
volt (par rapport à une électrode à calomel saturé). 

Exemple 2 

  
Une lamelle d'une plaque de titane propre est décapée  puis on applique deux couches doubles de dioxyde d'étain conduc-  teur en répétant le cycle entier brossage-séchage-cuisson décrit 

  
 <EMI ID=58.1> 

  
bande de titane est plaquée électrolytiquement pendant 8 mn à 

  
39 mA/cm2 et de 80 à 85[deg.]C dans un bain contenant du sulfate de  manganèse (150 g/1) et de l'acide sulfurique concentré (25 g/1). 

  
 <EMI ID=59.1> 

  
 <EMI ID=60.1> 

  
est répété trois fois. 

  
Ii 1

  
 <EMI ID=61.1> 

  
est. disposée et testée comme une anode dans une cellule contenant  de l'acide sulfurique dilué (150 g/l) à une température d'environ 

  
 <EMI ID=62.1> 

  
de 0,075 g ce qui est équivalent à environ 29 g/m2.

Exemple 3

  
Une bande de titane propre, décapée, recouverte avec du dioxyde d'étain et plaquée avec du dioxyde de manganèse comme on l'a décrit dans l'exemple 2, est cuite en plus pendant 66 heures à 205[deg.]C. 

  
L'anode, préparée comme on l'a décrit ci-dessus, est  disposée et testée comme une anode dans une cellule contenant 

  
de l'acide sulfurique dilué (150 g/1) maintenue à une température  d'environ 50[deg.]C. Le test est effectué à des densités de courant  de 155, 465 et 775 mA/cm2 ; l'anode a respectivement des poten-  tiels de 1,43, 1,48 et 1,51 volt. 

  
 <EMI ID=63.1> 

  
Une lamelle de plaque de titane propre, décapée, 

  
 <EMI ID=64.1> 

  
l'exemple 2, est plaquée électrolytiquement pendant 24 mn à 

  
 <EMI ID=65.1> 

  
sulfurique. 

  
L'anode, préparée comme on l'a décrit ci-dessus, est  testée comme une anode comme dans les exemples 2 et 3. Il se  fait une passivation et on ne peut pas faire une lecture du  potentiel. Ce test montre qu'une plaque de titane comprenant un   <EMI ID=66.1> 

  
comme on l'a décrit dans les exemples 2 et 3, pour qu'elle puisse

  
 <EMI ID=67.1> 

Exemple 5 

  
Une bande de titane propre est décapée et recouverte avec trois doubles revêtements de diuxyde d'étain selon la méthode &#65533;

  
 <EMI ID=68.1> 

  
 <EMI ID=69.1> 

  
La bande de titane est ensuite plaquée par électro- 

  
 <EMI ID=70.1> 

  
 <EMI ID=71.1> 

  
rique concentré (25 g/l). La bande est ensuite séchée à l'air,  à température ambiante et est peinte avec un mélange en volumes  égaux d'alcool isopropylique et d'une solution aqueuse à 50% de 

  
 <EMI ID=72.1> 

  
 <EMI ID=73.1> 

  
la période d'électro-déposition qui est augmentée jusqu'à une 

  
 <EMI ID=74.1> 

  
 <EMI ID=75.1> 

  
de la densité de courant qui est -augmentée à 23 mA/cm2. Le temps

  
 <EMI ID=76.1> 

  
est exemple est de 5 heures. 

  
 <EMI ID=77.1>   <EMI ID=78.1> 

Exemple 6 

  
Une bande de titane poreux est décapée et revêtue  par deux doubles revêtements de dioxyde d'êtain en utilisant la  méthode décrite dans l'exemple 1, sauf que la bande est cuite à 

  
 <EMI ID=79.1> 

  
 <EMI ID=80.1> 

  
maintenu à 2C5[deg.]C. Ce procédé d'immersion-cuisson est répété 

  
 <EMI ID=81.1> 

  
 <EMI ID=82.1> 

  
La bande de titane, préparée comme on l'a décrit 

  
'Ji ci-dessus, est testée comme une anode comme dans l'exemple 1. 

  
 <EMI ID=83.1> 

  
 <EMI ID=84.1> 

  
et 465 mA/cm2. 

Exemple 7 

  
Une bande de titane poreux est décapée et revêtue  de deux doubles revêtements de dioxyde d'étain, comme on l'a 

  
 <EMI ID=85.1> 

  
appliqués par électro-déposition et immersion. La bande est

  
 <EMI ID=86.1> 

  
 <EMI ID=87.1>  tenant du sulfate de manganèse (150 g/1) et de l'acide sulfurique 

  
 <EMI ID=88.1> 

  
ambiante, elle est ensuite plongée dans une composition compre-  nant 20 ml d'eau, 5 ml d'alcool isopropylique et 5 ml de: nitrate 

  
 <EMI ID=89.1> 

  
 <EMI ID=90.1> 

  
 <EMI ID=91.1> 

  
 <EMI ID=92.1> 

  
La bande de titane, préparée comme on l'a décrit  ci-dessus, est testée comme une anode de la façon qui est décrite dans les exemples 1 et 6. Les potentiels présentés par l'anode  sont de 1,41, 1,47 et 1,54 volt à des densités de courant de 

  
 <EMI ID=93.1> 

Exemple 8 

  
Une bande de titane poreux est décapée et revêtue 

  
 <EMI ID=94.1> 

  
 <EMI ID=95.1> 

  
 <EMI ID=96.1> 

  
La bande de titane préparée comme décrit ci-dessus,  est testée comme une anode de la manière décrite dans l'exemple 6. 

  
 <EMI ID=97.1> 

  
des densités de courant de respectivement 39, 155 et 465 mA/cm2. 

  
En comparant ces résultats avec les résultats du test de l'anode comprenant une couche intermédiaire de dioxyde d'étain conducteur (voir l'exemple 6), il apparaît que l'anode avec une couche de dioxyde d'étain conducteur a des potentiels plus faibles (0,21, 0,43 et 0,68 vo&#65533; quand elle est testée respectivement à 39, 155 et 465 mA/cm2. 

AI 

Exemple 9 

  
Une bande de titane poreux est décapée et revêtue  avec du dioxyde d'étain conducteur selon la méthode de l'exemple 

  
 <EMI ID=98.1> 

  
xyde d'étain-trichlorure d'antimoine à travers la bande à chaque  fois que cette solution est appliquée, afin de produire un revê-  tement plus uniforme. Les conditions suivantes de préparation  de cette électrode sont aussi différentes de celles mentionnées  dans l'exemple 1 : le temps de séchage à 125*C est de 20 minutes,  :Le temps de cuisson est de 30 minutes, la température de cuisson  est de 500[deg.]C, et on applique deux revêtements conducteurs de  dioxyde d'étain supplémentaires en répétant le cycle revêtement- 

  
 <EMI ID=99.1> 

  
La bande de titane poreux est revêtue avec une solution aqueuse à 50% de nitrate de manganèse et on applique ensuite le vide pour tirer la solution à travers les pores. Le

  
 <EMI ID=100.1> 

  
cuite à 200[deg.]C, pendant 30 minutes. On répète cinq fois le procédé

  
 <EMI ID=101.1> 

  
L'anode, préparée comme ci-dessus, est installée et testée comme une anode dans une cellule contenant 150 g d'acide sulfurique concentré par litre de solution. La température de

  
la cellule est maintenue à 50[deg.]C pendant la durée du test. L'anode

  
 <EMI ID=102.1> 

  
 <EMI ID=103.1> 

Exemple 10

  
On prépare une anode comme c'est décrit dans l'exem-

  
 <EMI ID=104.1> 

  
conducteur ; par conséquent, le procédé utilisé dans l'exemple 9 pour appliquer ce revêtement n'est pas fait. Cependant, on

  
 <EMI ID=105.1> 

  
l'a décrit dans l'exemple 9. 

  
L'anode préparée comme décrit ci-dessus, est testée  comme dans l'exemple 9. Les potentiels présentés par l'anode  sont de <1>,43, de 1,54 et de 1,78 volt, à des densités de courant  respectivement de 62, 155 et 465 mA/cm2 . En comparant les  résultats des tests pour les anodes préparées dans les exemples  9 et 10, il est visible que l'anode possédant un revêtement de  dioxyde d'étain conducteur présente des tensions plus faibles., 

  
 <EMI ID=106.1> 

  
respectivement de 62, 155 et 465 mA/cm2. Cette baisse de tension  est particulièrement frappante à des densités de courant élevées  qui sont désirables du point de vue économique dans des procédés  industriels. 

Exemple Il 

  
Une lamelle d'une plaque de titane propre est décapée,.puis on applique le revêtement semi-conducteur et intermédiaire d'oxydes d'étain et d'antimoine comme c'est décrit dans l'exemple 1, sauf que la température de cuisson est de 600[deg.]C.  Puis la bande de titane revêtue est peinte avec une solution  aqueuse à 50% de nitrate de manganèse et chauffée à environ 

  
 <EMI ID=107.1> 

  
de manganèse soit présent sur la bande. 

  
La bande de titane, préparée comme on l'a décrit  ci-dessus, est testée comme une anode comme dans 1 ' exemple 1. 

  
 <EMI ID=108.1> 

  
des densités de courant respectivement de 155, 465 et 775 mA/cm2.

Exemple 12

  
Trois lamelles de plaque de titane propres sont décapées puis sont recouvertes d'une couche intermédiaire semi-

  
 <EMI ID=109.1> 

  
jusqu'à ce que chacune des trois bandes ait une augmentation de  poids comprise entre 0,012 g et 0,014 g de composés d'étain et  .1 d'antimoine. La surface de chaque bande est approximativement  de 25,8 cm2. La bande A est ensuite plaquée électrolytiquement  avec du dioxyde de manganèse pendant trois heures pour obtenir  une augmentation en poids approximativement de 203 g/m2 de  dioxyde de manganèse. La bande B est plaquée électrolytiquement  pendant des intervalles de temps d'une demi-heure- et cuite  pendant 20 minutes, approximativement à 220[deg.]C, entre chaque  revêtement par électro-déposition d'une demi-heure, et on fait 

  
 <EMI ID=110.1> 

  
de dioxyde de manganèse sur la surface de la bande B. La bande  C est d'abord plaquée électrolytiquement pendant une demi-  heure, puis est revêtue avec un nitrate de manganèse décomposable  thermiquement et cuite pendant 20 minutes approximativement à 
220[deg.]C. On répète ce procédé cinq fois pour obtenir un gain en  poids d'approximativement 170 g/m2 de dioxyde de manganèse sur  la surface de la bande C. 

  
Les bandes résultantes A, B et C préparées comme on  l'a décrit ci-dessus sont testées comme anode dans une cellule  contenant 150 g/1 d'acide sulfurique concentré, maintenue à une  température approximativement de 50[deg.]C. Quand on soumet la bande  A à une densité de courant d1 approximativement 77,5 mA/em2, elle 

  
 <EMI ID=111.1> 

  
présente un potentiel de 1,41, 1,45 et 1,57 volt à des densités de courant respectivement de 77,5, 155 et 465 mA/cm2. Il y a un  écaillement du revêtement sur le bord inférieur de la bande B  pendant ce procédé. La bande C présente des potentiels de 1,41,  1,43 et 1,50 volt à des densités de courant respectivement de 
77,5, 155 et 465 mA/cm2. 

  
ri 

Exemple 13 

  
Une bande de titane poreux ayant une superficie 

  
 <EMI ID=112.1> 

  
composés d'étain et d'antimoine en utilisant le vide pour tirer 

  
 <EMI ID=113.1> 

  
 <EMI ID=114.1> 

  
matériau de titane poreux. Une solution aqueuse à 50% de nitrate  de manganèse passe à travers le matériau de la même manière avec

  
 <EMI ID=115.1> 

  
nèse contenu dans le titane poreux. 

  
La bande de titane poreux préparée comme décrit ci- 

  
 <EMI ID=116.1> 

  
l'exemple 1. L'anode présente des potentiels de 1,44, 1,49, 

&#65533;S

  
 <EMI ID=117.1> 

  
cette anode ont révélé que l'anode fonctionne bien après plus 

  
 <EMI ID=118.1> 

Exemple 14 

  
Une lamelle de titane poreux est recouverte avec  des composés d'étain et d'antimoine en aspirant à travers le  matériau, sous vide, une solution de composés d'étain et d'anti-

  
 <EMI ID=119.1> 

  
répété quatre fois, avec une cuisson entre chaque passage d'une 

  
 <EMI ID=120.1> 

  
solution aqueuse à 50% de nitrate de manganèse à travers la bande de titane poreux recouverte quatre fois avec une cuisson de 40 à   <EMI ID=121.1> 

  
La bande de titane poreux, préparée comme on l'a  décrit ci-dessus, est testée comme décrit dans l'exemple 1.  L'anode présente un potentiel de 1,49 volt à une densité de  courant de 77,5nA/cm2. L'électrode est en bon état de marche  après plus de deux mille heures d'une utilisation continue,  montrant ainsi qu'elle possède une bonne durée de vie.

  
 <EMI ID=122.1> 

  
On prépare une solution pour le revêtement inter-

  
 <EMI ID=123.1> 

  
 <EMI ID=124.1> 

  
 <EMI ID=125.1> 

  
la surface. On la rince ensuite avec de l'eau distillée et on  la sèche. Ensuite, on applique, à la brosse, sur la plaque en  titane, trois revêtements de la so lution de trichlorure d'alcoxy-  étain-antimoine. Après chaque application de cette solution, 

  
on sèche la plaque pendant 30 minutes à 120[deg.]C, puis on la soumet  à une cuisson à 600[deg.]C pendant 30 minutes. Sur cette bande, on  applique ensuite, au pinceau, une solution aqueuse à 50% de  nitrate cobalteux, puis on la soumet à une cuisson à 235[deg.]C pen-  dant 30 minutes. On applique douze revêtements de la solution  de nitrate cobalteux. On installe l'anode préparée comme décrit  ci-dessus et on la soumet à un essai dans une cellule contenant  une solution de 300 g de NaCl/litre, réglée à un pH inférieur à

  
 <EMI ID=126.1> 

  
des potentiels de 1,14, 1,17 et 1,21 volt par rapport à une  électrode au calomel saturé (corrigé pour la résistance à la  solution iR) respectivement. 

  
 <EMI ID=127.1> 

  
ment d'oxyde d'étain/ antimoine sur une bande d'une toile de  titane comportant, sur les deux faces, une couche poreuse de  titane d'une épaisseur d'environ 0,033 cm. Sur cette bande,  on applique, à la brosse, douze revêtements d'une solution

  
 <EMI ID=128.1> 

  
 <EMI ID=129.1> 

  
 <EMI ID=130.1> 

  
On installe l'anode préparée comme décrit ci-dessus et on la  soumet à un essai dans une cellule contenant de l'acide sulfuri-

  
 <EMI ID=131.1> 

  
1,49 volt par rapport à une électrode au calcmel saturé (corrigé  pour la résistance à la solution iR) respectivement. 

  
A la lecture de la description ci-dessus des formes  de réalisation préférées, on comprendra que la composition ainsi 

  
 <EMI ID=132.1> 

  
résoudre les problèmes posés par ces compositions d'électrodes  destinées à être utilisées dans des cuves électrolytiques pour  une production électrochimique. 

REVENDICATIONS 

  
1. Electrode pour électrolytiques compre-  nant : un substrat en métal valve choisi dans le groupe comprenant  l'aluminium, le molybdène le niobium, le tantale, le titane,  le tungstène, le zirconium et les alliages de ceux-ci ; un  revêtement intermédiaire semi-conducteur disposé sur la surface  du.dit substrat en métal valve, obtenu par application de composes d'étain et d'antimoine puis par leur transformation en leurs  oxydes respectifs ; et, sur la surface dudit revêtement intermé-  diaire semi-conducteur, un revêtement superficiel constitué  d'oxydes de métaux de transition choisis parmi le groupe compre-  nant le chrome, le fer, le cobalt, le nickel, le molybdène ou le  tungstène.

Claims (1)

  1. 2. Electrode selon la revendication 1, caractérisée par le fait que ledit substrat de métal valve est en titane.
    3. Electrode selon la revendication 2, caractérisée par le fait que ledit substrat en métal valve est en titane poreux. <EMI ID=133.1>
    par le fait que ledit revêtement intermédiaire semi-conducteur
    <EMI ID=134.1>
    de composés d'antimoine.
    <EMI ID=135.1>
    par le fait que ledit revêtement intermédiaire semi-conducteur
    de composés d'étain et d'antimoine contient une quantité de composés d'antimoine comprise dans l'intervalle préféré de 3 à
    <EMI ID=136.1>
    Méthode de fabrication d'une électrode pour cellules électrolytiques comprenant les étapes suivantes :
    <EMI ID=137.1>
    l'aluminium, le molybdène, le niobium, le tantale, le titane, le
    <EMI ID=138.1>
    ¯i sur ledit substrat de métal valve,un revêtement intermédiaire <EMI ID=139.1>
    <EMI ID=140.1>
    on cuit ledit revêtement intermédiaire semi-conducteur en atmosphère oxydante, à température élevée, pour transformer les composés d'étain et d'antimoine en leurs oxydes respectifs et
    on applique, sur la surface dudit revêtement intermédiaire semi- conducteur, un revêtement superficiel constitué d'oxydes de
    métaux de transition choisis parmi le groupe comprenant le chrome, le fer, le cobalt, le nickel, le molybdène ou le tungstène.
    7. Méthode selon la revendication 6, caractérisée
    par le fait que ledit revêtement intermédiaire semi-conducteur
    est appliqué selon une série de couches, chacune des couches
    étant séchée avant l'application de 1& couche suivante, et étant cuite après chaque application pour donner leurs oxydes respec- tifs .
    8. Méthode selon la revendication 6, caractérisée
    par le fait que ledit revêtement superficiel est formé en appliquant, au pinceau, un nitrate d'un métal de transition suivant
    une série de couches, ce nitrate étant ensuite séché et cuit
    pour former l'oxyde.
    9. Méthode selon la revendication 6, caractérisée
    <EMI ID=141.1>
    diaire.
    10. Méthode selon la revendication 6, caractérisée par le fait que ledit revêtement superficiel est appliqué par électro-déposition dans un bain contenant un sulfate d'un métal de transition, puis on sèche la couche à température ambiante,
    on applique, au pinceau, une solution contenant le nitrate du métal de transition sur ladite couche déposée électrolytiquement;
    ri on cuit ledit revêtement superficiel pour transformer le métal
    <EMI ID=142.1>
    de 2 à 6 fois.
    11. Méthode selon la revendication 6, caractérisée par le fait qu'on choisit du titane poreux et que la méthode pour appliquer le revêtement intermédiaire semi-conducteur consiste à aspirer une solution à travers le substrat en utilisant le vide.
    <EMI ID=143.1>
    par le fait que la méthode pour appliquer le revêtement superficiel de l'oxyde d'un métal de transition consiste à aspirer une solution d'un nitrate d'un métal de transition à travers le substrat en utilisant le vide et à cuire ledit revêtement superficiel pour transformer le métal de transition en son oxyde.
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