CN2136250Y - 网孔板式瓷基二氧化铅电极 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供的是一种新型二氧化铅电极。 其特征是电极基体采用机械强度大于1000kg/cm²， 膨胀系数为6.0×10^-6，氧化铝含量大于20％的陶 瓷，制成具有圆形孔网板，双面施镀二氧化铅，镀层能 通过网孔互相交联成一体，底层加镀了碱性电沉积 α-PbO₂层，电极呈板式。电极整体强度高，镀层与 基体结合牢固，耐腐蚀性优良，方便各部门使用，电极 载流量在400A/块以上。

Description

本实用新型系一种新型二氧化铅电极。

众所周知，二氧化铅具有仅次于铂的高氧过电位，且有铂金尚不能比的催化活性，二氧化铅导电性好，化学稳定性优良，是一种很好的不溶性阳极材料。但由于二氧化铅本身性脆，加上具有优良电化学活性的β－PbO2往往内应力很大，因此过去人们制造的二氧化铅电极其镀层容易从基体上剥落，美、日曾选用石墨为电极的基体，但石墨易腐蚀，电极寿命短；后来日本人也选用过陶瓷基体（JP7496884）但未能解决镀层易剥落的问题；我国天津化工院一室也曾研制了管（棒）式陶基PbO2阳极（φ25、φ50）并把它推向了工业应用。但其镀层仍然易在使用中剥落，产生的碎块可致使阴－←阳极短路而引起爆鸣。

现在国外在研制金属基体二氧化铅阳极（日本专利公开号31396／83、34245／84等）因为金属与PbO2的膨胀系数相差甚大，也没能解决好镀层易剥落的问题。

本实用新型的目的在于提供一种镀层与基体结合好、镀层不易剥落、强度较高、寿命长，载流量大的二氧化铅电极。

本实用新型是通过以下方案实现的，图1是网孔板式瓷基二氧化铅电极结构示意图，电极由板状陶瓷基体［1］上施镀二氧化铅而成。

电极选用机械强度大于1000kg／cm²其膨胀系数与PbO2的相近，6.0×10^－6（20－600℃）氧化铝含量大于20％的陶瓷为基体材质（1）。

把基体制成有很多圆孔（2）的网板（如图1所示），然后双面施镀二氧化铅，使两面的镀层通过圆孔（2）内壁的镀层互相交联成一体。

二氧化铅镀层采用化学镀和电沉积相结合的方法获得，底层α－PbO2采用已知的方法即用含Pb^＋＋的醋酸铵溶液以过硫酸铵氧化制备，在瓷体获得了导电性后，用（CN87.106028A）的方法，在含Pb^＋＋的碱溶液中再沉积一层仍属α－PbO2的镀层，然后再在0.1－10A／dm²电流密度下用100－200kg／m³的硝酸铅溶液电沉积β－PbO2。

化学镀PbO2后再在含Pb^＋＋碱溶液中电沉积PbO2，是因为这种镀层特别致密，对瓷基能起封闭作用，避免了瓷基在下工序电镀中和电极使用中由于溶液的渗入而导致基体的机械强度降低。

通常在连续平面基体上电解形成的β－PbO2层由于其晶体结构可产生固有的内应变，镀层往往有或明或隐的裂纹，因此镀层易剥落，但施镀在园形孔网板瓷基上，基体的园网孔结构可使内应力分散或互相抵消，双面镀层通过园孔内壁镀层互相交联的结构更增强了镀层与基体的结合力及电极整体的强度。因瓷基的膨胀系数为6.0×10^－6与PbO2的相近，也使镀层在有温差的条件下不会发生爆裂。

合理的电沉积条件可使β－PbO2镀层具有最佳的电化学性能，即高的氧过电位和电化学活性。

因此本实用新型提供的网孔板式瓷基二氧化铅电极具有下述优点：1）基体采用高强度、高铝瓷材质，使电极具有优良的化学稳定性和耐腐蚀性；2）因基材机械强度已达1000kg／cm²以上，整体电极也已具有足够满足工业生产所需要的机械性能；3）网孔板结构及基体与镀层相近的膨胀系数使二氧化铅镀层与基体结合非常牢固，即使电极打成了碎块，镀层和基体仍为一体，镀层仍不脱落；4）网孔使电极具有更大的表面积，一块外形尺寸为500×200×12的电极表观表面积已达23dm²以上，可载流400A以上，短时间载流量可达1000A，已相当于φ50×600的管（棒）式电极3－4根。使单槽上电极的使用数大大减少，给电槽的安装、管理带来了极大方便；5）电极成板式，简化了阴极制造，为设计高效率新型电槽创造了条件，使电槽制造成本大大减少；6）板式电极还为二氧化铅电极应用于电冶金、电镀、电有机合成等部门提供了方便。

实施例

用外形尺寸为500×200×8的网孔瓷板l板上有610个φ8的园孔（2）为基体（1），把瓷基经过清理除去粘结物、刷洗干净，使瓷基表面性质均一化后，即进行化学镀，化学镀在20－60kg／m³Pb^＋＋溶液和等体积的0.2－1.0N的过硫酸铵溶液的混合液中，在PH＝9－10、温度为30－35℃的条件下进行。

化学镀完成后用1－3N含Pb^＋＋的NaOH（用PbO溶于碱液中），在0.05－1.0A／dm²的电流密度下再电沉积α－PbO2。α－PbO2镀层施镀好后，在100－250kg／m³的硝酸铅溶液中在温度为85℃、电流密度为0.1－5A／dm²的条件下施镀β－PbO2。控制好电沉积条件可获得均匀细密呈铁灰色的PbO2镀层，且棱角处不结瘤，整个板平整，镀层厚度相差在±0.5mm以下。

电极应用实例1

以网孔瓷基板式电极对506kg／m³NaCLO₃溶液进行电解，以1Cr，18Ni9Ti板为阴极，控制温度在40－50℃，在NaCL＜0.3kg／m³NaClO₃浓度大于200kg／m³阶段，电流效率在94％以上，与园棒式电极比较在同等条件下其电解的电流效率提高8％。

应用实例2

以网孔瓷基板式PbO2作镀Cr阳极，镀液为250kg／m³CrO₃，2.5kg／m³H2SO4溶液温度为55℃，阳极无钝化现象，阴极Cr镀层呈镜面光亮，阳极使用48小时，底层尚完好无损，而以Pb－Sb合金为阳极，在同等情况下，已出现严重的腐蚀。

Claims (2)

1、一种二氧化铅电极，由板式的陶瓷基体[1]上施镀二氧化铅而成，其特征在于陶瓷基体[1]上制有很多的圆孔，构成网板式。

2、根据权利要求1所述电极，其特征在于基体［1］双面施镀二氧化铅，其双面镀层通过圆孔［2］内壁的镀层互相交联成一体。

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