BRPI0412350B1 - Método para a fabricação de um eletrodo, Anodo, Solução de um precursor e Método para a fabricação de uma solução de um precursor - Google Patents

Método para a fabricação de um eletrodo, Anodo, Solução de um precursor e Método para a fabricação de uma solução de um precursor Download PDF

Info

Publication number
BRPI0412350B1
BRPI0412350B1 BRPI0412350-6B1A BRPI0412350A BRPI0412350B1 BR PI0412350 B1 BRPI0412350 B1 BR PI0412350B1 BR PI0412350 A BRPI0412350 A BR PI0412350A BR PI0412350 B1 BRPI0412350 B1 BR PI0412350B1
Authority
BR
Brazil
Prior art keywords
precursor
solution
tin
noble metal
coating
Prior art date
Application number
BRPI0412350-6B1A
Other languages
English (en)
Inventor
Alexander Morozov
Battisti Achille De
Sergio Ferro
Gian Nicola Martelli
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed filed Critical
Publication of BRPI0412350A publication Critical patent/BRPI0412350A/pt
Publication of BRPI0412350B1 publication Critical patent/BRPI0412350B1/pt

Links

Classifications

    • 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
    • C25B11/052Electrodes comprising one or more electrocatalytic coatings on a substrate
    • C25B11/053Electrodes comprising one or more electrocatalytic coatings on a substrate characterised by multilayer electrocatalytic coatings
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01GCOMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G19/00Compounds of tin
    • C01G19/04Halides
    • C01G19/08Stannic chloride
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C18/00Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating
    • C23C18/02Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by thermal decomposition
    • C23C18/12Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by thermal decomposition characterised by the deposition of inorganic material other than metallic material
    • C23C18/1204Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by thermal decomposition characterised by the deposition of inorganic material other than metallic material inorganic material, e.g. non-oxide and non-metallic such as sulfides, nitrides based compounds
    • C23C18/1208Oxides, e.g. ceramics
    • C23C18/1216Metal oxides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C18/00Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating
    • C23C18/02Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by thermal decomposition
    • C23C18/12Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by thermal decomposition characterised by the deposition of inorganic material other than metallic material
    • C23C18/1225Deposition of multilayers of inorganic material
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C18/00Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating
    • C23C18/02Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by thermal decomposition
    • C23C18/12Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by thermal decomposition characterised by the deposition of inorganic material other than metallic material
    • C23C18/1229Composition of the substrate
    • C23C18/1241Metallic substrates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C18/00Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating
    • C23C18/02Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by thermal decomposition
    • C23C18/12Chemical coating by decomposition of either liquid compounds or solutions of the coating forming compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating; Contact plating by thermal decomposition characterised by the deposition of inorganic material other than metallic material
    • C23C18/125Process of deposition of the inorganic material
    • C23C18/1283Control of temperature, e.g. gradual temperature increase, modulation of temperature
    • 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
    • C25B11/093Electrodes 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 at least one noble metal or noble metal oxide and at least one non-noble metal oxide
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/40Electric properties

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Electrodes For Compound Or Non-Metal Manufacture (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Inert Electrodes (AREA)
  • Primary Cells (AREA)
  • Chemically Coating (AREA)
  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
  • Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
  • Electrolytic Production Of Metals (AREA)

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "MÉTODO
PARA A FABRICAÇÃO DE UM ELETRODO, ANODO, SOLUÇÃO DE UM
PRECURSOR E MÉTODO PARA A FABRICAÇÃO DE UMA SOLUÇÃO DE UM PRECURSOR”. A presente invenção refere-se ao uso de eletrodos metálicos com revestimento eletrocatalítico à base de óxidos de estanho, e em particu- lar de bióxido de estanho opcionalmente misturado com outros com- ponentes, que é conhecido na técnica. Em particular, revestimento contendo bióxido de estanho misturado com metais nobres e/ou óxidos de metais ca- pazes de dar proteção contra a corrosão são geralmente utilizados por âno- dos delegados à evolução de oxigênio, por exemplo, em processos eletro- metalúrgicos ou relativos ao tratamento de águas (potabilização, tratamentos de águas desperdiçadas). Os eletrodos para evolução de oxigênio típicos da arte prévia são construídos partindo de um substrato de metal de válvula, preferivelmente titânio ou liga de titânio, opcionalmente dotado de um pré- estrato de cerâmica protetora, no qual é aplicado um revestimento catalítico que contém ao menos um óxido de um metal capaz de proporcionar prote- ção contra a corrosão (preferivelmente estanho ou tantálio) e ao menos um metal nobre (preferivelmente irídio), opcionalmente em forma de óxido. A invenção descrita daqui por diante é direcionada a melhorar as prestações e a reprodutibilidade de todos os revestimentos eletrocatalíticos que contem es- tanho, por exemplo de revestimentos que contem rutênio direcionados à evolu- ção de cloro, mas é particularmente apropriada à obtenção de ânodos para a evolução de oxigênio que contém misturas de óxidos de estanho e irídio.
Os revestimentos da técnica prévia à base de óxidos de estanho e de metais nobres são preparados à partir de precursores de estanho tetra- valente (em particular SnCU) misturados em solução aquosa com análogos precursores do metal nobre. Na patente US 3.701.724 descreve-se, por e- xemplo, a preparação de revestimentos anódicos para evolução de oxigênio obtidos à partir de uma mistura de SnCU e H2lrCl6, e de revestimentos anó- dicos para a evolução de cloro obtidos à partir de uma mistura de SnCU e RUOHCI3. Estas misturas são caraterizadas por altos potenciais de redução (cerca de 0.8 V NHE), aos quais o estanho pode existir estavelmente somen- te em forma tetravalente. Apesar da sua ampla difusão, as soluções de pre- cursores assim obtidas apresentam notáveis problemas no que concerne sua aplicação industrial, a ponto de limitar o uso deste tipo de eletrodos. O principal inconveniente, que reflete negativamente nos desempenhos e na reprotutibilidade dos processos de preparação, é dado pela elevada volatili- dade do tetracloreto de estanho, que causa perdas incontroladas deste últi- mo nas várias fases de secagem ou em geral nos tratamentos térmicos ne- cessários à produção dos eletrodos. A volatilidade do precursor impede entre outras coisas a obten- ção de revestimentos de óxido de composição estequiométrica, e conse- qüentemente de estratos de cerâmica densos de estrutura cristalina bem definida. Os tempos de vida industriais dos ânodos com revestimentos com- preendendo bióxido de estanho, preparados segundo procedimentos for- malmente idênticos, podem assim variar entre elas até duas ordens de gran- deza. Normalmente o rendimento de deposição de Sn02 à partir do precur- sor de SnCU não excede 15-20%, como evidenciado em J. Appl. Electro- chem. 21 (1991), 136. No mesmo artigo é especificado que o rendimento pode aumentar de até 30% fazendo uso de soluções alcoólicas ou de 2,4 pentanodiona (acetilacetona); é evidente entretanto que um melhoramento desta ordem de grandeza não justifica, de um ponto de vista econômico, o uso deste tipo de solventes em um processo industrial, sobretudo pelos cus- tos adicionais de disposição. Uma diferente medida conhecida na técnica (J.
Electrochem. Soc. 143 (1996), 203) permite a redução da volatilidade do te- tracloreto estânico por meio de uma técnica que prevê uma pirólise da solu- ção em uma fase nebulizada. Um aerossol da solução do precursor é portan- to decomposto termicamente na superfície preaquecida de um substrato de titânio a 400°C; gerando assim revestimentos mais lisos, densos e aderen- tes, mesmo que ainda não caracterizados por composições dos óxidos mix- tos correspondentes à estequiometria inicial. Em J. Appl. Electrochem. 21 (1991), 136 é descrito como uma aplicação de RuOHCb+SnCU em relação molar Ru:Sn igual a 1:2 leve a um conteúdo em RuÜ2 no revestimento inevi- tavelmente superior a 80%, sendo que uma parte consistente do precursor de estanho volatiza durante a deposição; é evidente para um técnico do se- tor que isto comporte uma reprodutibilidade e confiabilidade na metodologia de preparação absolutamente insuficiente. Para aumentar o rendimento de deposição do estanho, foi também sugerido o uso de precursores como te- trabutil estanho ou (C-ieFhíAOaSnO em solventes orgânicos anidros (veja J.
Electrochem. Soc. 143 (1996), 203) ou também (CsH-nO^SnCb, como des- crito na Patente Soviética SU314344. Neste último documento, foi descrita a preparação do precursor de estanho diamil (CsHnO^SnCfc para ebulição com deflamador de SnCU em presença de álcool n-amílico em solução a- quosa. Também o uso de sais orgânicos do estanho apresenta entretanto alguns inconvenientes consideráveis, o mais evidente dos quais consiste novamente no uso de solventes, particularmente desvantajoso em termos de custos de tratamento e eliminação no caso de solventes orgânicos anidros.
Além disso, os sais orgânicos de estanho são muitos sensíveis à umidade, e dão facilmente origem à estratos de óxido escassamente coerentes e com- pactos.
Finalmente, os ditos precursores orgânicos podem provocar, du- rante a fase de pirólise, a redução parcial do concomitante óxido de metal nobre, com conseqüências negativas em termos de estabilidade química e de atividade catalítica. É um primeiro objetivo da presente invenção proporcionar um revestimento anódico que contém estanho que supere as limitações da téc- nica prévia. É um adicional objetivo da invenção proporcionar um método de preparação de revestimentos anódicos contendo estanho à partir de precur- sores que superem as limitações da técnica prévia.
Sob um primeiro aspecto, a invenção consiste em um eletrodo dotado de revestimento anódico contendo estanho, em particular dióxido de estanho, caracterizado por alta densidade e compactibilidade e pela compo- sição química controlada, preparado à partir de soluções de hidroxicloretos opcionalmente não-estequiométricos, opcionalmente com substitutos orgâni- COS.
Sob um segundo aspecto, a invenção consiste em um precursor inovativo para revestimentos eletrocatalíticos contendo estanho, em particu- lar dióxido de estanho, e de um método para a sua fabricação.
Sob um outro aspecto, a invenção consiste em um método para a fabricação de revestimentos catalíticos contendo estanho, em particular dióxido de estanho, à partir de hidroxicloretos de estanho tetravalente em solução aquosa, aplicados sobre uma matriz de titânio ou outro metal de vál- vula e convertidos termicamente.
Os hidroxicloretos de estanho tetravalente são complexos com uma composição variável da esfera interna de complexação do cátion. A es- trutura do progenitor desta família pode ser expressa pela fórmula geral SnO(H20)nCl2 com n compreendido entre 1 e 4. A natureza química deste compostos é semelhante àquela dos ácidos β-estânicos, peptisados com HCI. O progenitor Sn0(H20)nCl2 é caracterizado, na sua forma estequiomé- trica, por uma razão CI:Sn igual a 2; é entretanto possível alterar esta pro- porção, e em particular diminuí-la, isolando formas não estequiométricas deste tipo de composto caracterizadas por um defeito de cloro, por exemplo segundo a fórmula geral Sn(0H)2+xCl2-xnH20. Mais vantajosamente, o ânion cloreto pode ser entretanto parcialmente substituído por outros ânions ou grupos, formando hidroxicloretos com uma razão CI:Sn inferior a 2, e que podem ser expressados com a fórmula geral Sn0(H20)nR2-xClx. A decompo- sição térmica dos ácidos β-estânicos é caracterizada por uma perda inicial de água absorvida por ligações físicas (até 200°C) seguida pela progressiva liberação de água quimicamente absorvida com ligações por ponte de hidro- gênio. O revestimento de Sn02 segue mantendo um significativo grau de hidroxilação mesmo a temperaturas superiores a 400°C, que indica uma par- ticular estabilidade térmica dos grupos -OH superficiais, que tem proprieda- des de intercâmbio iônico e são responsáveis por muitas das características eletrocatalíticas dos revestimentos de Sn02- Os inventores tem observado que a preparação dos revestimentos de dióxido de estanho à partir de hidro- xicloretos conduz à rendimentos de deposição de estanho particularmente elevados; além disso, as propriedades de estabilidade, atividade eletrocatalí- tica e reprodutibilidade dos revestimentos obtidos à partir de hidroxicloretos são muito elevadas. De acordo com a presente invenção, é particularmente vantajosa a preparação de revestimentos catalíticos que compreendem dió- xido de estanho à partir das soluções que compreendem hidroxicloretos de Sn (IV) com uma razão molar CI:Sn inferior a 2, preferivelmente de fórmula geral Sn0(H20)nR2-xClx. De acordo com uma forma de realização particular da presente invenção, é particularmente vantajosa a preparação de revesti- mentos catalíticos que compreendem dióxido de estanho à partir de solu- ções que compreendem hidroxicloretos de Sn (IV) com uma razão CI:Sn compreendida entre 1 e 1.9. De acordo com uma forma de realização ainda mais preferida, dita razão CI:Sn compreendida entre 1 e 1.9 é obtida vanta- josamente utilizando hidroxicloretos de fórmula geral SnO(H20)nR2-xClx onde R é um grupo acetato (CH3COO-). De acordo com uma forma preferida, a solução de precursores que compreende hidroxicloretos de Sn (IV) compre- ende também um precursor de um óxido de metal nobre, preferivelmente irídio ou rutênio. A pirólise das soluções de precursor segundo a invenção levam à formação de revestimentos que contém dióxido de estanho com rendimentos superiores a 80%, que nos casos mais favoráveis alcançam um valor de aproximadamente 95%. Sem querer de alguma forma vincular a presente invenção à alguma teoria particular, se pode presumir que as con- siderações relatadas a seguir possam ajudar a compreender melhor o seu funcionamento. O processo de pirólise do precursor da invenção pode incluir re- ações de desidratação, hidrólise e desproporcionamento, segundo 0 seguin- te esquema, referido por simplicidade ao progenitor Sn0(H20)nCI2: O tetracloreto de estanho formado na reação 2a, em virtude do que foi dito acima, tende a volatisar parcialmente antes de poder converter- se em óxido segundo a reação 2b. O precursor Sn0(H20)nCl2 pode então se decompor segundo dois mecanismos alternativos em competição: destes, o primeiro (reação 1) não envolve a espécie altamente volátil SnCU, garantindo assim um rendi- mento com respeito à deposição de estanho de qualquer modo superior ao precursor da técnica prévia. Escolhendo um hidroxicloreto diferente do pro- genitor Sn0(H20)nCI2, em particular com um conteúdo inferior de cloro, a formação de tetracloreto estânico resultará mais inibida, conduzindo a ren- dimentos de deposição ainda superiores. Segundo uma forma de realização preferida da presente invenção, o hidroxicloreto selecionado é um hidroxia- cetocloreto (HAC) de estanho (IV), expressado pela fórmula SnO (H20)nAc2. xClx onde Ac indica o grupo acético (CH3COO-) e x pode teoricamente ser comprendido entre 0 e 2, e preferivelmente entre 1 e 1.9. A existência dos hidroxiacetocloretos de estanho (IV) não foi até agora descrita em literatura, nem existia algum tipo de indicação sobre sua eventual estabilidade em fase aquosa, sozinhas ou na presença de precursores de metais nobres como os cloretos de rutênio ou irídio. Os inventores encontraram um caminho simples e eficaz para sua síntese, verificando tais características. A mera existência de uma solução de Sn(IV) contendo íons acetato é por si mesmo surpreen- dente, sendo notório na técnica que 0 acetato de estanho tetravalente não pode existir em solução aquosa.
Muito provável, no caso da presente invenção, os íons acetato da solução são parte da esfera de coordenação interna de um complexo de Sn(IV). Os métodos de preparação destas soluções e o seu uso para a pre- paração de eletrodos são descritos nos seguintes exemplos, cuja finalidade é puramente ilustrativa e não-limitante da presente invenção. EXEMPLO 1 Para a preparação de 1 litro de solução aquosa de hidroxicloreto estânico, Sn0(H20)nCI2 foram dissolvidos 372.3 g de SnCI2.2H20 em 500 ml de água. À solução foram adicionados gradualmente 170 ml de peróxido de hidrogênio a 30%, controlando a temperatura com um banho termostático, até constatar a cessada evolução de calor e alcançado um potencial com- prendido entre 0.5 e 0.6 V com respeito a um eletrodo de referência de clore- to de prata saturado (SSCE). Levou-se então o volume da mistura a 1 litro com água. Foi então obtida uma solução de hidroxicloreto estânico 1.65 M em Sn(IV) de densidade 1.31 g/ml, estável e incolor. Foi verificado através de análises elementares que a razão molar CI:Sn foi exatamente 2, como o esperado. O rendimento SnÜ2 obtenível pela pirólise desta solução foi de- terminado pela evaporação de uma quantidade pesada e sucessiva seca- gem ao peso constante em cadinho, à temperatura de 110°C. O xerogel ob- tido foi lentamente aquecido até 450°C durante duas horas em um forno, e mantido a esta temperatura até atingir peso constante. O resíduo consistia em SnC>2 em forma de casiterita e o rendimento da decomposição térmica resultou igual a 76%. A solução de hidroxicloreto estânico assim preparada resulta completamente miscível com soluções de cloretos de irídio ou rutênio. A homogeneidade dos depósitos de óxidos obtidos com este método foi verifi- cada durante os diferentes tratamentos térmicos por meio de observações ao microscópico. EXEMPLO 2 Um litro da solução de hidroxicloreto estânico do exemplo 1 foi modificada através da adição de cerca de 50 g de estanho metálico em pó, a fim de alterar a razão CI:Sn. O metal começou a dissolver-se sob agitação, e depois de algumas horas foi observada a formação de hidróxido, reconheci- da pelo aspecto leitoso. A solução foi então decantada e adicionada com peróxido de hidrogênio a 30% até alcançar um potencial redox de 0.5-0.6 V SSCE e o desaparecimento da turvidade. A solução foi então levada a volu- me com água para obter uma concentração de 1.65 M em Sn(IV) e uma densidade de 1.31 g/ml. Se obteve assim um hidroxicloreto de fórmula Sn(0H)2.i5Cli.85nH20, que proporcionou um filme de SnÜ2 de acordo com o método sol-gel do exemplo 1 com um rendimento de 81.5%. EXEMPLO 3 Foi preparada uma solução de Sn (IV) HAC (hidroxicloreto estâ- nico, Sn(OH)2Ac2-xClx), com uma concentração 1.65 M em estanho corres- pondente a 195 g/l. Para esta finalidade, foram dissolvidos 200 g de Sn- CI22H20 em 500 ml de água, adicionando em seguida 200 ml de ácido acéti- co e 100 g de pó de estanho metálico. À mistura foi adicionado peróxido de hidrogênio a 30% sob condições de termostatação, até detectar a cessada emissão de calor e ter alcançado um potencial de 0.6 V SSCE. A mistura foi mantida por 3 dias à temperatura ambiente saturando novamente com esta- nho metálico, então foi efetuada uma nova adição de peróxido de hidrogênio até um potencial de 0.6 V SSCE. A solução obtida, de uma cor amarelo páli- da e aspecto opalescente, foi decantada e levada a uma densidade de 1.28 g/ml com água, correspondente a uma concentração 1.65 M em Sn equiva- lente a 195 g/l, e a sucessiva análise elementar evidenciou uma razão CI:Sn equivalente a 1.20. O rendimento em Sn02 depois da pirólise, determinado como nos exemplos anteriores, resultou em 96%. Este valor resultou ser re- produtível em um segundo teste sobre uma amostra da mesma solução con- servada por mais de um ano, cuja extrema estabiliade foi assim demonstra- da. EXEMPLO 4 A solução do exemplo 3 foi usada para a deposição de um re- vestimento de óxidos mixtos de composição lr022Sn02. Uma plaquinha de titânio de dimensões 10 mm X 20 mm, espessa 2 mm, foi submetida a um jato de areia até obter uma aspereza média Ra de aproximadamente 40 μίτι e decapada em uma solução aquosa de soda cáustica de densidade 1.30 g/ml em ebulição por 15 minutos.
Na superfície obtida foram aplicadas 10 ml/m2 de uma solução 2 M di TiCL em mistura hidroalcoólica (20% em volume de etanol em água). A superfície revestida foi secada por 15 minutos a 120°C, então aquecida por outros 15 minutos a 120°C. No pré-estrato de Ti02 assim obtido, foram apli- cados 10 ml/m2 de uma solução de precursores preparada misturando volu- mes iguais de H2lrCl6 (0.8 M) e de Sn(IV) HAC (1.65 M), este último corres- pondente à solução do exemplo precedente. A plaquinha de titânio foi então secada a 120°C e aquecida a a 500°C por 15 minutos. O conteúdo de Ir de- terminado por fluorescência de raios X resultou igual a 0.80 g/m2. Foi então aplicada uma segunda mão de forma análoga, aumentando o conteúdo de Ir a 1.6 g/m2. O revestimento tinha um aspecto preto, liso e brilhante, mostran- do alta adesão e dureza. Não foi observado nenhum fenômeno de esfalda- mento do revestimento (em um subseqüente teste de deformação mecânica.
Foi então efetuado um teste de duração acelerada segundo uma rotina co- mum, conduzido em uma solução de Na2SÜ4 a 50 g/l, a uma temperatura de 25°C e a uma densidade de corrente de 5000 A/m2. Durante o teste, o ânodo foi removido periodicamente da solução para submetê-lo, depois de lavagem e secagem, a um controle de adesão do revestimento ao substrato. Tal con- trole, como amplamente conhecido na técnica, é efetuado aplicando uma tira de fita adesiva sensível à pressão, que é então removida bruscamente para evidenciar eventuais fenômenos de desprendimento. O resultado destes controles periódicos foi todas a vezes negativo. O ânodo operou por 2250 horas antes de verificar-se um aumento de potencial de 1 V, que por con- venção marca o ponto de desativação. O índice de duração específica ob- servado é portanto de 7.106 Ah/m2 por grama de metal nobre (Ir). Este valor é superior ao que diz respeito àqueles dos ânodos mais típicos da técnica prévia, a base de Ir02+Ta205, como reportado em J. Appl. Electrochem. 26 (1996) 999. A sobretensão de evolução de oxigênio relativa ao ânodo ape- nas descrito, em H2SO41 N a 25°C resultou ser 0.43 V a uma densidade de corrente de 10000 A/m2, com uma pendência da reta de Tafel igual a 0.060 V/década.
Como é evidente a um técnico do setor, a invenção pode ser aplicada fazendo variações e modificações com respeito às condições dos exemplos citados. A título de exemplo, os tratamentos pirolíticos efetuados pelos inventores a 500°C podem alternativamente ser efetuados a tempera- turas comprendidas entre 350 e 800°C, dependendo da efetiva aplicação industrial e dos particulares precursores selecionados. Do mesmo modo, as fases de secagem à baixa temperatura dos eletrodos podem ser obviamente efetuadas à temperaturas diferentes, preferivelmente comprendidas entre 80 e 200°C.
Deve portanto ser entendido que a precedente descrição não pretende limitar a invenção, a qual pode ser praticada segundo diversas for- mas de realização sem fugir dos objetivos, e cujo alcance é univocamente definido pelas reivindicações em anexo.
Na descrição e nas reivindicações da presente aplicação, a pa- lavra "compreendido" e as suas variações tais como "compreendendo " e "compreende" não são entendidas à excluir a presença de outros elementos ou componentes adicionais.

Claims (22)

1. Método para a fabricação de um eletrodo, caracterizado pelo fato de que compreende a aplicação de uma solução de um precursor para a formação pirolítica de um revestimento que contém estanho a um substrato de metal de válvula, seguido pela execução de um tratamento térmico, onde a solução do precursor compreende uma espécie de hidroxicloreto estânico selecionado de um composto não- estequiométrico expressado pela fórmula Sn(0H)2+xCl2-xnH20 e um composto expressado pela fórmula Sn0(H20)nR2- xClx, onde R é um substituto orgânico.
2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a razão molar CI:Sn é compreendida entre 1 e 1.9.
3. Método de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que R é o grupo acético (CH3COO-).
4. Método de acordo com em qualquer uma das reivindicações de 1 a 3, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente um precursor de ao menos um metal nobre.
5. Método como definido na reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o dito precursor de ao menos um metal nobre é um percursor cloreto de irídio ou rutênio.
6. Método de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o dito precursor cloreto de Irídio é H2lrCÍ6-
7. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que um metal de válvula é de titânio ou de liga de titânio opcionalmente dotado com um pré-estrato de cerâmica.
8. Método como definido na reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o pré-estrato de cerâmica compreende dióxido de titânio.
9. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que a dita aplicação da solução é efetuada em revestimentos múltiplos, cada uma seguida por um tratamento térmico.
10. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que o dito tratamento térmico é uma pirólise a uma temperatura compreendida entre 350 e 800Ό, opcionalmente precedi- da por uma secagem a uma temperatura compreendida entre 80 e 200Ό.
11. Ânodo preparado pelo método como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de que é dotado de um revestimento eletrocatalítico compreendendo estanho, preferivelmente tetravalente e em forma de oxido misto.
12. Ânodo de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o dito revestimento tem propriedades eletrocatalíticas para a re- ação da evolução do cloro e dito ao menos um metal nobre é o rutênio.
13. Ânodo de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o dito revestimento tem propriedades eletrocatalíticas para a re- ação da evolução do oxigênio e dito ao menos um metal nobre é o irídio.
14. Solução de um precursor para a formação pirolítica de um re- vestimento, caracterizado pelo fato de que contém estanho compreendendo uma espécie de hidroxicloreto estânico selecionado de um composto não- estequiométrico expressado pela fórmula Sn(0H)2+xCl2-xnH20, e um compos- to expressado pela fórmula Sn0(H20)nR2-xClx, onde R é um substituto orgâ- nico.
15. Solução de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que a razão molar CI:Sn é compreendida entre 1 e 1.9.
16. Solução de acordo com a reivindicação 14 ou 15, caracteri- zado pelo fato de que R é o grupo acético.
17. Solução como definida em qualquer uma das reivindicações 14 a 16, caracterizado pelo fato de que compreender adicionalmente um precursor de ao menos um metal nobre.
18. Solução de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que o dito precursor de ao menos um metal nobre é um precur- sor cloreto de irídio ou rutênio.
19. Solução de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que o dito precursor cloreto de irídio é H2lrCÍ6-
20. Método para a fabricação de uma solução de um precursor para a formação pirolítica de um revestimento que contém estanho, caracte- rizado pelo fato de que compreende a adição de peróxido de hidrogênio a uma solução de cloreto estânico, opcionalmente sob controle de temperatura e potencial redox, onde a razão molar CI:Sn na solução é diminuída pela subseqüente redução de estanho metálico além da adição de peróxido de hidrogênio, opcionalmente sob controle de temperatura e potencial redox.
21. Método de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pe- lo fato de que a dita solução de cloreto estânico contém adicionalmente um precursor de um substituto orgânico.
22. Método de acordo com a reivindicação 21, caracterizado pe- lo fato de que dito precursor de um substituto orgânico é ácido acético.
BRPI0412350-6B1A 2003-07-28 2004-07-27 Método para a fabricação de um eletrodo, Anodo, Solução de um precursor e Método para a fabricação de uma solução de um precursor BRPI0412350B1 (pt)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT001543A ITMI20031543A1 (it) 2003-07-28 2003-07-28 Elettrodo per processi elettrochimici e metodo per il suo ottenimento
ITMI2003A001543 2003-07-28
PCT/EP2004/008397 WO2005014885A1 (en) 2003-07-28 2004-07-27 Electrode for electrochemical processes and method for producing the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
BRPI0412350A BRPI0412350A (pt) 2006-09-05
BRPI0412350B1 true BRPI0412350B1 (pt) 2014-01-28

Family

ID=34131202

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
BRPI0412350-6B1A BRPI0412350B1 (pt) 2003-07-28 2004-07-27 Método para a fabricação de um eletrodo, Anodo, Solução de um precursor e Método para a fabricação de uma solução de um precursor

Country Status (18)

Country Link
US (2) US7695755B2 (pt)
EP (1) EP1656471B1 (pt)
JP (1) JP4533378B2 (pt)
KR (1) KR101110091B1 (pt)
CN (1) CN1829827B (pt)
AT (1) ATE450636T1 (pt)
AU (1) AU2004262666B2 (pt)
BR (1) BRPI0412350B1 (pt)
CL (1) CL2004001839A1 (pt)
DE (1) DE602004024410D1 (pt)
IL (1) IL172813A (pt)
IT (1) ITMI20031543A1 (pt)
MX (1) MXPA06001023A (pt)
MY (1) MY144312A (pt)
PE (1) PE20050640A1 (pt)
RU (1) RU2355823C2 (pt)
TW (1) TWI251035B (pt)
WO (1) WO2005014885A1 (pt)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IT1391767B1 (it) * 2008-11-12 2012-01-27 Industrie De Nora Spa Elettrodo per cella elettrolitica
IT1403585B1 (it) * 2010-11-26 2013-10-31 Industrie De Nora Spa Anodo per evoluzione elettrolitica di cloro
ITMI20111132A1 (it) 2011-06-22 2012-12-23 Industrie De Nora Spa Anodo per evoluzione di ossigeno
CN103091435B (zh) * 2012-10-31 2015-06-03 轻工业环境保护研究所 一种有机肥料中药物残留的检测方法
ITMI20122035A1 (it) 2012-11-29 2014-05-30 Industrie De Nora Spa Elettrodo per evoluzione di ossigeno in processi elettrochimici industriali
EA034359B1 (ru) 2015-06-23 2020-01-30 Индустрие Де Нора С.П.А. Электрод для электролитических процессов
CN108339556A (zh) * 2018-02-01 2018-07-31 河南师范大学 一种碱式氯化亚锡非晶光催化材料的制备方法
IT201800010760A1 (it) * 2018-12-03 2020-06-03 Industrie De Nora Spa Elettrodo per evoluzione elettrolitica di gas
KR102558311B1 (ko) 2019-09-26 2023-07-24 주식회사 엘지화학 주석 산화물 형성용 조성물
JP2022020222A (ja) 2020-07-20 2022-02-01 デノラ・ペルメレック株式会社 酸素発生用電極
JP7168729B1 (ja) 2021-07-12 2022-11-09 デノラ・ペルメレック株式会社 工業用電解プロセス用電極
WO2024008895A2 (en) 2022-07-08 2024-01-11 Industrie De Nora S.P.A. Electrode for electrolytic evolution of gas
EP4353866A1 (en) * 2022-10-13 2024-04-17 Titanium Technology S.L. Mixed metal oxide coatings for titanium alloys

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US487352A (en) * 1892-12-06 Island
SU541849A1 (ru) * 1975-10-28 1977-01-05 Предприятие П/Я А-3481 Оксалоолов нна кислота в качестве промежуточного продукта дл получени двуокиси олова и способ ее получени
US4873352A (en) 1986-02-08 1989-10-10 Japan Exlan Company Limited Transparent aqueous tin compound solution
JPS62267476A (ja) * 1986-05-13 1987-11-20 Mitsubishi Metal Corp 透明導電性被膜形成組成物
JPS62274087A (ja) * 1986-05-22 1987-11-28 Permelec Electrode Ltd 耐久性を有する電解用電極及びその製造方法
KR900003954B1 (ko) * 1987-08-05 1990-06-05 니혼 엑스란 고오교오 가부시끼가이샤 주석산 무수물
GB8830296D0 (en) * 1988-12-28 1989-02-22 Unilever Plc Bleaching composition
JPH0339497A (ja) * 1989-07-06 1991-02-20 Japan Carlit Co Ltd:The スズメッキ方法
JPH0774470B2 (ja) * 1990-03-20 1995-08-09 ダイソー株式会社 酸素発生用陽極の製法
GB9018953D0 (en) * 1990-08-31 1990-10-17 Ici Plc Electrode
DE4124136A1 (de) * 1991-07-20 1993-01-21 Goldschmidt Ag Th Verfahren zum vergueten von hohlglaskoerpern
JP3457349B2 (ja) * 1993-02-10 2003-10-14 日本酸素株式会社 化学気相析出法による成膜用組成物
GB9316926D0 (en) * 1993-08-13 1993-09-29 Ici Plc Electrode
US5736497A (en) * 1995-05-05 1998-04-07 Degussa Corporation Phosphorus free stabilized alkaline peroxygen solutions
JP2795824B2 (ja) * 1995-05-12 1998-09-10 オオタ株式会社 チタン系インプラントの表面処理方法及び生体親和性チタン系インプラント
JP2002146536A (ja) * 2000-11-08 2002-05-22 Japan Science & Technology Corp 酸化スズ薄膜の低温形成方法
WO2002090930A2 (en) * 2001-05-09 2002-11-14 Biofx Laboratories, Inc. Stabilizing peroxides with stannous halides

Also Published As

Publication number Publication date
CN1829827B (zh) 2010-06-09
JP2007500287A (ja) 2007-01-11
WO2005014885A1 (en) 2005-02-17
CN1829827A (zh) 2006-09-06
RU2355823C2 (ru) 2009-05-20
TWI251035B (en) 2006-03-11
AU2004262666B2 (en) 2009-07-16
MXPA06001023A (es) 2006-04-27
KR101110091B1 (ko) 2012-02-15
US8182600B2 (en) 2012-05-22
MY144312A (en) 2011-08-29
PE20050640A1 (es) 2005-08-25
IL172813A0 (en) 2006-06-11
EP1656471A1 (en) 2006-05-17
BRPI0412350A (pt) 2006-09-05
KR20060052940A (ko) 2006-05-19
IL172813A (en) 2010-12-30
CL2004001839A1 (es) 2005-05-13
US7695755B2 (en) 2010-04-13
AU2004262666A1 (en) 2005-02-17
US20100126851A1 (en) 2010-05-27
RU2006106187A (ru) 2006-08-10
EP1656471B1 (en) 2009-12-02
DE602004024410D1 (de) 2010-01-14
JP4533378B2 (ja) 2010-09-01
ATE450636T1 (de) 2009-12-15
ITMI20031543A1 (it) 2005-01-29
TW200506100A (en) 2005-02-16
US20060153982A1 (en) 2006-07-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8182600B2 (en) Electrode for electrochemical processes and method for producing the same
CA2741483C (en) Electrode for electrolysis cell
Comninellis et al. Problems in DSA® coating deposition by thermal decomposition
US3882002A (en) Anode for electrolytic processes
US4005004A (en) Electrode coating consisting of a solid solution of a noble metal oxide, titanium oxide, and zirconium oxide
Techapiesancharoenkij et al. Investigation of the photocathodic protection of a transparent ZnO coating on an AISI type 304 stainless steel in a 3% NaCl solution
BRPI1102666A2 (pt) eletrodo para a producão eletrolìtica de cloro
TWI731845B (zh) 氯化鹼金屬電解池和在電解池內釋出氣態生成物用之電極及其製法
Kamada et al. Anodic dissolution of tantalum and niobium in acetone solvent with halogen additives for electrochemical synthesis of Ta2O5 and Nb2O5 thin films
JPS5857516B2 (ja) 海水電解用陰極
US4668531A (en) Method for manufacture of electrode
PT1060296E (pt) Catodo especifico utilizavel para a preparacao de um clorato de metal alcalino e processo para a sua fabricacao
US4223049A (en) Superficially mixed metal oxide electrodes
Vázquez-Gómez et al. Investigation of RuO2–SnO2 thin film formation by thermogravimetry–mass spectrometry and infrared emission spectroscopy
KR20210022686A (ko) 염소의 전해 발생을 위한 애노드
JPS62260088A (ja) 電解用電極及びその製造方法
KR102161672B1 (ko) 염수 전기 분해용 음극의 제조방법
JPH0238670B2 (pt)
KR20210036811A (ko) 주석 산화물 형성용 조성물
De Battisti et al. Oxide Electrocatalysts. The Case of RuO2-Based Film Electrodes
EP1813575A1 (en) Clay composite material

Legal Events

Date Code Title Description
B07A Application suspended after technical examination (opinion) [chapter 7.1 patent gazette]
B09A Decision: intention to grant [chapter 9.1 patent gazette]
B16A Patent or certificate of addition of invention granted [chapter 16.1 patent gazette]

Free format text: PRAZO DE VALIDADE: 20 (VINTE) ANOS CONTADOS A PARTIR DE 27/07/2004, OBSERVADAS AS CONDICOES LEGAIS.

B25A Requested transfer of rights approved