CN108048862B - 一种析氯用阳极及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种析氯用阳极。该析氯用阳极由电极基体和涂覆于电极基体表面的涂层组成，其中，所述涂层由钌氧化物、铑氧化物和钛氧化物组成，所述钌氧化物的负载量以Ru计为4～20g/m2，所述铑氧化物的负载量以Rh计为1～10g/m2，所述钌氧化物与钛氧化物的质量比以Ru:Ti计为50～70:50～30。本发明的析氯用阳极具有与现有钌铱钛涂层电极相当的析氯电位，而且能大幅提高涂层电极的强化寿命。

Description

一种析氯用阳极及其制备方法
技术领域
本发明属于氯碱生产领域，具体涉及一种氯碱生产中析氯用阳极。
背景技术
工业上用电解饱和NaCl溶液的方法来制取NaOH、Cl2和H2，并以它们为原料生产一系列化工产品，称为氯碱工业，是最基本的化学工业之一。电解过程中，在阳极发生2Cl-―2e→Cl2↑，阳极大多采用钌铱钛系列涂层电极，因为该涂层电极具有较低的析气电位(1.1V左右)和较高的强化寿命(5000-10000min)。但随着近年来铱价格的持续上涨，预计将来氯碱的析氯涂层电极制造成本更高。
发明内容
本发明的目的是提供一种强化寿命更优的析氯阳极。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种析氯用阳极，由电极基体和涂覆于电极基体表面的涂层组成，其中，所述涂层由钌氧化物、铑氧化物和钛氧化物组成，所述钌氧化物的负载量以Ru计为4～20g/m2，所述铑氧化物的负载量以Rh计为1～10g/m2，所述钌氧化物与钛氧化物的质量比以Ru:Ti计为50～70:50～30。
更优选地，所述钌氧化物的负载量以Ru计为5g/m2，所述铑氧化物的负载量以Rh计为4g/m2，所述钌氧化物与钛氧化物的质量比以Ru:Ti计为60:40。
优选地，所述电极基体为钛。
上述析氯用阳极的制备方法，包括将钌、钛以及铑的前体化合物涂在所述电极基体表面，经烧结使前体化合物分解氧化，得到所述的析氯用阳极。
优选地，先将钌、钛以及铑的前体化合物溶于溶剂得到涂液，再将涂液涂在电极基体表面。
优选地，所述钌的前体化合物为硝酸钌或三氯化钌，所述钛的前体化合物为四氯化钛或钛酸丁酯，所述铑的前体化合物为三氯化铑。
优选地，所述烧结温度为400～600℃，时间5～60分钟。
具体实施方式
下面将对本发明内容中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种析氯用阳极，由电极基体和涂覆于电极基体表面的涂层组成，其中，所述涂层由钌氧化物、铑氧化物和钛氧化物组成，所述钌氧化物的负载量以Ru计为4～20g/m2，所述铑氧化物的负载量以Rh计为1～10g/m2，所述钌氧化物与钛氧化物的质量比以Ru:Ti计为50～70:50～30。
上述析氯用阳极的制备方法，包括将钌、钛以及铑的前体化合物涂在所述电极基体表面，经烘干、烧结，使前体化合物分解氧化，得到所述的析氯用阳极。涂覆的方式可以是喷涂、浸涂、涂刷或旋涂。
可采用常见的可溶解的钌盐、钛盐、铑盐作为钌、钛以及铑的前体化合物，如硝酸钌、三氯化钌、四氯化钛、钛酸丁酯、三氯化铑。
实施例1
(1)按Ru:Rh＝6:2(w/w)，Ru:Ti＝60:40(w/w)，用正丁醇溶解三氯化钌、钛酸丁酯和三氯化铑，制得涂液。
(2)将涂液涂刷在钛电极基体上(每次涂覆量为15-20ml/m2)，涂覆后经100℃烘干60分钟，再由470℃烧制60分钟，使三氯化钌、钛酸丁酯和三氯化铑在高温下分解氧化转化成相应的氧化物。
(3)重复步骤(2)10-20次，使钛电极基体上钌氧化物(以Ru计)的负载量达到6g/m2。
实施例2
(1)按Ru:Rh＝5:4(w/w)，Ru:Ti＝60:40(w/w)，用正丁醇溶解三氯化钌、钛酸丁酯和三氯化铑，制得涂液。
(2)将涂液涂刷在钛电极基体上(每次涂覆量为15-20ml/m2)，涂覆后经100℃烘干60分钟，再由600℃烧制5分钟，使三氯化钌、钛酸丁酯和三氯化铑在高温下分解氧化转化成相应的氧化物。
(3)重复步骤(2)10-20次，使钛电极基体上钌氧化物(以Ru计)的负载量为5g/m2。
对比例1
传统铱钛涂层电极制备如下：
(1)按Ru:Ir＝6:4(w/w)，Ru:Ti＝60:40(w/w)，用正丁醇溶解三氯化钌、钛酸丁酯和氯铱酸，制得涂液。
(2)将涂液涂刷在钛电极基体上(每次涂覆量为15-20ml/m2)，涂覆后经100℃烘干60分钟，再由470℃烧制60分钟，使三氯化钌、钛酸丁酯和三氯化铱在高温下分解氧化转化成相应的氧化物。
(3)重复步骤(2)10-20次，使钛电极基体上钌氧化物(以Ru计)的负载量为6g/m2。
依标准HG/T 2471-2001对涂层电极的析氯电位及强化寿命进行测试，结果如下：
析氯电位(V) 强化寿命(min)
实施例1 1.103 17000
实施例2 1.095 40000
对比例1 1.100 10000
由上述结果可以看出，用铑替代铱后，基本没有影响到涂层电极的析氯电位，但涂层电极的强化寿命却得到大幅提高，而且相比铱，铑的用量可减少一半。
实施例3
(1)按Ru:Rh＝20:10(w/w)，Ru:Ti＝70:30(w/w)，用异丙醇溶解三氯化钌、钛酸丁酯和三氯化铑，制得涂液。
(2)将涂液涂刷在钛电极基体上(每次涂覆量为15-20ml/m2)，涂覆后经100℃烘干60分钟，再由550℃烧制25分钟，使三氯化钌、钛酸丁酯和三氯化铑在高温下分解氧化转化成相应的氧化物。
(3)重复步骤(2)10-20次，使钛电极基体上钌氧化物(以Ru计)的负载量为20g/m2。
实施例4
(1)按Ru:Rh＝10:6(w/w)，Ru:Ti＝50:50(w/w)，用正丁醇溶解三氯化钌、四氯化钛和三氯化铑，制得涂液。
(2)将涂液涂刷在钛电极基体上(每次涂覆量为15-20ml/m2)，涂覆后经100℃烘干60分钟，再由400℃烧制60分钟，使三氯化钌、四氯化钛和三氯化铑在高温下分解氧化转化成相应的氧化物。
(3)重复步骤(2)10-20次，使钛电极基体上钌氧化物(以Ru计)的负载量为10g/m2。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种析氯用阳极，由电极基体和涂覆于电极基体表面的涂层组成，其中，所述涂层由钌氧化物、铑氧化物和钛氧化物组成，所述钌氧化物的负载量以Ru计为4～20g/m2，所述铑氧化物的负载量以Rh计为1～10g/m2，所述钌氧化物与钛氧化物的质量比以Ru:Ti计为50～70:50～30；
所述电极基体为钛。
2.根据权利要求1所述的析氯用阳极，其特征在于：所述钌氧化物的负载量以Ru计为5g/m2，所述铑氧化物的负载量以Rh计为4g/m2，所述钌氧化物与钛氧化物的质量比以Ru:Ti计为60:40。
3.权利要求1所述析氯用阳极的制备方法，包括将钌、钛以及铑的前体化合物涂在所述电极基体表面，经烧结使前体化合物分解氧化，得到所述的析氯用阳极。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：先将钌、钛以及铑的前体化合物溶于溶剂得到涂液，再将涂液涂在电极基体表面。
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述钌的前体化合物为硝酸钌或三氯化钌，所述钛的前体化合物为四氯化钛或钛酸丁酯，所述铑的前体化合物为三氯化铑。
6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述烧结温度为400～600℃，时间5～60分钟。
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