CN107488865A - 一种次氯酸钠发生器的阴极电极涂层 - Google Patents

一种次氯酸钠发生器的阴极电极涂层 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种次氯酸钠发生器的阴极电极涂层，包括电极基体、电催化层、中间层和过渡层，所述结构顺序依次为电催化层—中间层—过渡层—电极基体—过渡层—中间层—电催化层，其中，所述电催化层为RuO2‑IrO2材质制成。本发明电极基体有较大粗糙度的表面，不仅有高电催化活性，而且在碱性环境下具有优良的耐腐蚀性、抗氧化性，电解效率高且不易被氧化。其析氢电位极低，在长期运行之后保持运行前的相关电化学动力学参数，稳定性好，使用寿命长，电解成本低。采用一定比例的RuO2‑IrO2电催化层，进一步优化析氢活性。通过引入了PdO过渡层，既增强相邻两层结合力，又消除脱落造成减少活性组分的负面影响。

Description

一种次氯酸钠发生器的阴极电极涂层
技术领域
本发明属于电化学技术领域，涉及一种阴极电极涂层，尤其是一种次氯酸钠发生器的阴极电极涂层。
背景技术
次氯酸钠发生器是水处理消毒杀菌设备的一种，该设备以食盐水作为原材料，通过电解反应产生次氯酸钠。次氯酸钠阴极连同对应阳极板一起安装在电解槽内，通入电流后，主反应为在阴极发生还原反应产生氢气，阳极发生氧化反应产生氯气。期间不可避免有副反应发生，在阴极ClO-发生还原反应转化为Cl-。次氯酸钠发生器所需最终产物为ClO-，浓度越高，电流效率越高，发生器性能越好。
次氯酸钠发生器产生的次氯酸钠是强氧化剂和消毒剂，经无隔膜电解而发生的。次氯酸钠与氯和氯的化合物相比，具有相同的氧化性和消毒作用。由于次氯酸钠具有强氧化性，因此对次氯酸钠阴极板和阳极板材质由要求。在阳极发生氧化反应产生氯气，对次氯酸钠阴极板的要求更高。现有技术阴极板电极电解效率不高，导致电解成本高，且易被氧化。
有鉴于上述的缺陷，本设计人，积极加以研究创新，以期创设一种增加ClO-浓度及减少副反应的次氯酸钠发生器的阴极电极涂层，使其更具有产业上的利用价值。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种次氯酸钠发生器的阴极电极涂层。本发明技术方案如下：
一种次氯酸钠发生器的阴极电极涂层，包括电极基体、电催化层、中间层和过渡层，所述结构顺序依次为电催化层—中间层—过渡层—电极基体—过渡层—中间层—电催化层，其中，所述电催化层为RuO2-IrO2材质制成。
本发明次氯酸钠发生器的阴极电极涂层，进一步地，所述电极基体是包含镍材质制成的镍电极基体。
本发明次氯酸钠发生器的阴极电极涂层，进一步地，所述镍电极基体为多孔基Ni-Sn合金基体。
本发明次氯酸钠发生器的阴极电极涂层，更进一步地，所述镍电极基体中镍含量在50％～70％范围。
本发明次氯酸钠发生器的阴极电极涂层，进一步地，所述中间层为氧化镍层。
本发明次氯酸钠发生器的阴极电极涂层，进一步地，所述过渡层为PdO层。
本发明次氯酸钠发生器的阴极电极涂层，进一步地，所述电催化层为中RuO2-IrO2的Ru：Ir质量比范围为0.8:1.2～1.2:0.8。
本发明次氯酸钠发生器的阴极电极涂层，更进一步地，所述RuO2-IrO2的Ru：Ir质量比为1:1。
借由上述方案，本发明至少具有以下优点：
①本发明镍电极基体，具有较大粗糙度的表面，因而具有很高的电催化活性。且镍基体由于其在碱性环境下具有优良的耐腐蚀性、抗氧化性，因而成为了具有高稳定性的电极基体；
②本发明镍电极基体，当镍含量在50～70％时，所制备的镍锡合金具有很低的析氢电位，且该电极能够在长期运行之后保持运行前的相关电化学动力学参数。
③采用一定比例的RuO2-IrO2电催化层，具有最优的析氢活性；
④引入了PdO过渡层，增强其相邻两层结合力，使之在析氢反应过程中消除脱落造成减少活性组分的负面影响。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1是本发明次氯酸钠发生器的阴极电极涂层的结构示意图。
图中各附图标记的含义如下。
1电极基体 2电催化层
3中间层 4过渡层
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
如图1所示，本发明次氯酸钠发生器的阴极电极涂层，包括电极基体1、电催化层2、中间层3和过渡层4。电催化层2、中间层3和过渡层4设置在电极基体1外。优选结构顺序依次为电催化层2—中间层3—过渡层4—电极基体1—过渡层4—中间层3—电催化层2。所述电催化层2为RuO2-IrO2材质制成。该电催化层2为中RuO2-IrO2的Ru：Ir质量比范围为0.8:1.2～1.2:0.8，范围使电催化层2具有较佳析氢活性。优选所述RuO2-IrO2的Ru：Ir质量比为1:1时，析氢活性最佳。
为了进一步地优化本发明电催化活性的作用，在本发明的一种实施方式中，在前述内容的基础上，所述电极基体1是包含镍材质制成的镍电极基体。并且优选所述镍电极基体为多孔基Ni-Sn合金基体。以镍为基体通过电沉积的方法制备的多孔基Ni-Sn合金析氢电极具有较大粗糙度的表面，从而使其具有具有很高的电催化活性。且镍基体由于其在碱性环境下具有优良的耐腐蚀性、抗氧化性，因而成为了具有高稳定性的电极基体。
经研究表明，所述镍电极基体中镍含量在50％～70％范围。所制备的镍锡合金具有很低的析氢电位，且该电极能够在长期运行之后保持运行前的相关电化学动力学参数。
为了增强本发明整体性能，所述过渡层4为PdO层，并设置所述中间层3为氧化镍层。即在电催化层2与电极基体1间又引入了PdO作为过渡层的中间层3，以增强活性层与基体之间的结合力，使之在析氢反应过程中消除由于活性层脱落而减少活性组分的负面影响。
由此，首先，本发明镍电极基体，具有较大粗糙度的表面，因而具有很高的电催化活性。且镍基体由于其在碱性环境下具有优良的耐腐蚀性、抗氧化性，因而成为了具有高稳定性的电极基体。其次，本发明镍电极基体，当镍含量在50～70％时，所制备的镍锡合金具有很低的析氢电位，且该电极能够在长期运行之后保持运行前的相关电化学动力学参数。再次，采用一定比例的RuO2-IrO2电催化层，具有最优的析氢活性。最后，引入了PdO过渡层，增强其相邻两层结合力，使之在析氢反应过程中消除脱落造成减少活性组分的负面影响。以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种次氯酸钠发生器的阴极电极涂层，其特征在于：包括电极基体(1)、电催化层(2)、中间层(3)和过渡层(4)，所述结构顺序依次为电催化层(2)—中间层(3)—过渡层(4)—电极基体(1)—过渡层(4)—中间层(3)—电催化层(2)，其中，所述电催化层(2)为RuO2-IrO2材质制成。
2.根据权利要求1所述的一种次氯酸钠发生器的阴极电极涂层，其特征在于：所述电极基体(1)是包含镍材质制成的镍电极基体。
3.根据权利要求2所述的一种次氯酸钠发生器的阴极电极涂层，其特征在于：所述镍电极基体中镍含量在50％～70％范围。
4.根据权利要求2所述的一种次氯酸钠发生器的阴极电极涂层，其特征在于：所述镍电极基体为多孔基Ni-Sn合金基体。
5.根据权利要求1所述的一种次氯酸钠发生器的阴极电极涂层，其特征在于：所述中间层(3)为氧化镍层。
6.根据权利要求1所述的一种次氯酸钠发生器的阴极电极涂层，其特征在于：所述过渡层(4)为PdO层。
7.根据权利要求1所述的一种次氯酸钠发生器的阴极电极涂层，其特征在于：所述电催化层(2)为中RuO2-IrO2的Ru：Ir质量比范围为0.8:1.2～1.2:0.8。
8.根据权利要求7所述的一种次氯酸钠发生器的阴极电极涂层，其特征在于：所述RuO2-IrO2的Ru：Ir质量比为1:1。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111676486A (zh) * 2020-06-04 2020-09-18 山东山大华特科技股份有限公司 一种无膜法电解低浓度盐水的次氯酸钠生产工艺及装置
CN115025776A (zh) * 2022-06-02 2022-09-09 中国船舶重工集团公司第七二五研究所 一种氧化钯改性钛基金属氧化物电极及其制备方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1134731A (zh) * 1993-08-13 1996-10-30 帝国化学工业公司 电极及其制备
CN1153228A (zh) * 1995-09-21 1997-07-02 卡波夫物理化学研究所 电极及其制备方法
CN1291242A (zh) * 1998-03-02 2001-04-11 阿托菲纳公司 一种可用于碱金属氯酸盐制备的特殊阴极及其制造方法
CN101111631A (zh) * 2005-01-27 2008-01-23 德诺拉工业有限公司 高效率次氯酸盐阳极涂层
CN101532147A (zh) * 2009-02-26 2009-09-16 中国船舶重工集团公司第七二五研究所 一种纳米晶金属氧化物复合电极及其制备方法
CN105386079A (zh) * 2015-12-14 2016-03-09 泉州师范学院 微型消毒液发生器
WO2016126855A1 (en) * 2015-02-03 2016-08-11 Tipul Biotechnology, LLC Devices and methods for electrolytic production of disinfectant solution from salt solution in a container

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1134731A (zh) * 1993-08-13 1996-10-30 帝国化学工业公司 电极及其制备
CN1153228A (zh) * 1995-09-21 1997-07-02 卡波夫物理化学研究所 电极及其制备方法
CN1291242A (zh) * 1998-03-02 2001-04-11 阿托菲纳公司 一种可用于碱金属氯酸盐制备的特殊阴极及其制造方法
CN101111631A (zh) * 2005-01-27 2008-01-23 德诺拉工业有限公司 高效率次氯酸盐阳极涂层
CN101532147A (zh) * 2009-02-26 2009-09-16 中国船舶重工集团公司第七二五研究所 一种纳米晶金属氧化物复合电极及其制备方法
WO2016126855A1 (en) * 2015-02-03 2016-08-11 Tipul Biotechnology, LLC Devices and methods for electrolytic production of disinfectant solution from salt solution in a container
CN105386079A (zh) * 2015-12-14 2016-03-09 泉州师范学院 微型消毒液发生器

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111676486A (zh) * 2020-06-04 2020-09-18 山东山大华特科技股份有限公司 一种无膜法电解低浓度盐水的次氯酸钠生产工艺及装置
CN115025776A (zh) * 2022-06-02 2022-09-09 中国船舶重工集团公司第七二五研究所 一种氧化钯改性钛基金属氧化物电极及其制备方法

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