CS216587B1 - Electrode for electrochemical procedures - Google Patents

Electrode for electrochemical procedures Download PDF

Info

Publication number
CS216587B1
CS216587B1 CS17080A CS17080A CS216587B1 CS 216587 B1 CS216587 B1 CS 216587B1 CS 17080 A CS17080 A CS 17080A CS 17080 A CS17080 A CS 17080A CS 216587 B1 CS216587 B1 CS 216587B1
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
electrode
oxides
active
active mass
titanium
Prior art date
Application number
CS17080A
Other languages
Czech (cs)
Slovak (sk)
Inventor
Ernest A Druzinin
Vladimir L Kubasov
Vladimir B Busse-Macukas
Florentij I Lvovic
Jevgenij L Krongauz
Leonid I Jurkov
Original Assignee
Ernest A Druzinin
Vladimir L Kubasov
Busse Macukas Vladimir B
Florentij I Lvovic
Jevgenij L Krongauz
Leonid I Jurkov
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 by Ernest A Druzinin, Vladimir L Kubasov, Busse Macukas Vladimir B, Florentij I Lvovic, Jevgenij L Krongauz, Leonid I Jurkov filed Critical Ernest A Druzinin
Priority to CS17080A priority Critical patent/CS216587B1/en
Publication of CS216587B1 publication Critical patent/CS216587B1/en

Links

Landscapes

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

Abstract

Vynález se týká oblasti elektroohemie a v užřím smyslu pak elektrody pro elektrochemická postupy. Podle vynálezu je ehktroda provedena jako elektrický vodivý nosič z pasivujícího se kovu, jako jsou hliník, titan, tantal, zirkon, niob, vizmut, wolfram a slitiny těchto kovů, na němž je nanesena aktivní hmota tohoto hmotnostního složení 10 až 90 % kysličníku křemičitého, 5 až 45 % kysličníků kovů skupiny platiny a 5 až 45 % kysličníků uvedených nasivujících se kovů. Elektrody je možno použít jako anody při výrobě chlóru a hydroxidu sodného jakož i při prováděni elektrolytických postupů k výrobě chlorečnanů a chlornanů.The invention relates to the field of electrochemistry and, in a narrow sense, to electrodes for electrochemical processes. According to the invention, the electrode is made as an electrically conductive carrier of a passivating metal, such as aluminum, titanium, tantalum, zirconium, niobium, bismuth, tungsten and alloys of these metals, on which is deposited an active material of the following mass composition: 10 to 90% silicon dioxide, 5 to 45% platinum group metal oxides and 5 to 45% oxides of the above-mentioned passivating metals. The electrodes can be used as anodes in the production of chlorine and sodium hydroxide as well as in the implementation of electrolytic processes for the production of chlorates and hypochlorites.

Description

1 2165871 216587

Vynález i se týká elektrod, kterých se používá při provádění elektrochemických postupů která zahrnují elektrický vodivý nosič s aktivní hmotou z kysličníků kovů a kysličníku křemí-ku, nanesenou na nosiči, lato elektroda je určena k použití jako anoda při provádění elektrolýzy roztoků chloridů alkalických kovů při výrobě chloru a hydroxidu sodného v elektrolyzérech se rtutovou katodou a velektrolyzérech s filtrační diafragmou jakož i při provádění elektrolytických postupů k výroběchloreČnanů, chlornanů, při provádění postupů elektroorganické syntézy, elektrochemického čiš-tění odpadních vod nebo při regeneraci roztoků hydroxidů obsahujících chlor. Až do nedávné doby se při různých elektrochemických výrobách používalo v širokém měřítkugrafitových anod. Tyto grafitové anody se vyznačují řadou výhod, a to, že k jejich výrobě sepoužívá materiálu, který není nedostatkový; kromě toho nejsou tyto anody choulostivé na zkraty.Současně se věak grafitové anody vyznačují vyšším potenciálem vylučování chlóru a tím i vyššímnapětím v elektrolyzéřu, vyěěím opotřebením materiálu anody, což si vyžaduje častých oprav kvýměně sad anod; Grafitové anody mají značné rozměry a hmotnost, což vede k neopodstatněnémuzvětšení rozměrů elektrolyzérů a tím i provozních ploch oddělení elektrolýzy. V současné době se v širokém měřítku používá elektrod a elektricky vodivým nosičem a aktivníhmotou, nanesenou na nosiči. Elektricky vodivý nosič je vyroben z kovu, který se pasivuje přianodové polarizaci. K takovýmto kovům náleží například titan, tantal, zirkon,' niob, hliník,vizmut, wolfram a slitiny těchto kovů. BMctricky vodivý nosič může mít libovolnou podobu pro-vedení, může být například v podobě ploché desky s děrováním nebo bez děrování, může mít po-dobu tyče, sítě, mříže, keramokového tělesa apod.The invention also relates to electrodes which are used in carrying out electrochemical processes which include an electrically conductive active substance support of metal oxides and silicon oxide deposited on a support, the electrode being intended to be used as an anode in carrying out the electrolysis of alkali metal chloride solutions at the production of chlorine and sodium hydroxide in mercury cathode cells and filter diaphragm cells, as well as in the performance of electrolytic processes for hypochlorite, hypochlorite, electro-organic synthesis, wastewater electrochemical purification, or regeneration of chlorine-containing hydroxide solutions. Until recently, in a wide variety of electrochemical products, a wide scale anode was used. These graphite anodes have a number of advantages, namely that they use non-scarce material to produce them; moreover, these anodes are not short-circuit-sensitive. At the same time, graphite anodes have a higher chlorine depletion potential and thus higher voltages in the electrolytic cell, I will wear anode material wear, which requires frequent repairs to replace anode sets; The graphite anodes have considerable dimensions and weight, which leads to an unjustified increase in the size of the electrolysers and thus of the operating areas of the electrolysis compartment. At present, electrodes and an electrically conductive carrier and active mass applied to the support are widely used. The electrically conductive carrier is made of metal that is passivated by the polarization polarization. Such metals include, for example, titanium, tantalum, zirconium, niobium, aluminum, bismuth, tungsten, and alloys of these metals. The conductive carrier may have any form of conduit, for example in the form of a flat plate with or without punching, may have rods, nets, grids, ceramic bodies, and the like.

Aktivní hmota obsahuje kysličníky nebo směsi kysličníků kavů skupiny platiny, napříkladkysličníky ruthenia, iridia, a kysličníky pasivujících se kovů, jako jsou titan, tantal, zirkon,hliník, niob, vizmut, wolfram a slitiny těchto kovů. Aktivní hmota se nanáší v podobě tenkévrstvy o tlouětce 3 až 10 /um. Anody z kysličníků kovů se v porovnání s grafitovými anodamivyznačují lepšími elektrochemickými parametry, nižším potenciálem vylučování chlóru, neměnící-mi se rozměry a Hmotností během trvalého provozu, vyšší stálostí aktivní hmoty, delší, několika-letou životností dvou výměnných sad anod.The active substance comprises oxides or mixtures of oxides of the platinum group, for example ruthenium, iridium, and oxides of passivating metals such as titanium, tantalum, zirconium, aluminum, niobium, bismuth, tungsten and alloys thereof. The active mass is applied in the form of a thin layer having a thickness of 3 to 10 µm. Metal oxide anodes are characterized by improved electrochemical parameters, lower chlorine depletion potential, unchanged dimensions and weight during continuous operation, higher active mass stability, longer, multi-year service life of two interchangeable anode sets, compared to graphite anodic.

Průmyslového použití v širším měřítku doznaly anody z kysličníků kovů, jejichž aktivníhmota obsahuje 46 hmotnostních % kysličníku rutheničitého RuOg a 54 hmotnostní % kysličníkutitaničitého TiOg (viz autorské osvědčení SSSR č. 369 923). Spotřeba aktivní hmoty činí vpodmínkách elektrolytické výroby chloru při stabilních provozních podmínkách při hustotěproudu v rozmezí od 0,2 do 0,4 A/cm 2,6 x 10 g/cm . h, jak bylo radiochemicky zjištěno.Podstata metodiky radiochemického postupu při provádění analýzy spočívá v tom, že se vzoreks aktivní hmotou vystaví ozáření proudem neutronů (1,2-3.10 p neutronů/cm ) po dobu 200 až400 hodia, načež se v roztoku, v kalu a v plynné fázi při elektrolýze stanoví hmotnostnímnožství radioaktivního izotopů ruthenia.Industrial applications have widespread anodes of metal oxides whose active mass contains 46% by weight of ruthenium oxide RuOg and 54% by weight of titanium dioxide TiOg (see USSR Certificate 369 923). The active mass consumption in the conditions of electrolytic production of chlorine under stable operating conditions at a current density of 0.2 to 0.4 A / cm is 2.6 x 10 g / cm. The principle of the radiochemical procedure in the analysis consists in subjecting the sample with active mass to a neutron irradiation (1.2-3.10 p neutrons / cm) for 200-400 hours, followed by solution in the solution. the sludge and in the gas phase of electrolysis, determine the mass of radioactive ruthenium isotopes.

Ke stanovení stálosti aktivní hmoty byla použita metoda proměnné polarity a amalgamace,která doznala širokého použití jakožto velmi rychlá metoda pro hodnocení jakosti aktivníhopovlaku, a to stálosti vůči amalgamaoi, adheze na elektricky vodivém nosiči, odolnosti vůčikatodové polarizaoi a zkratům. 216587 2A variable polarity and amalgamation method was used to determine the stability of the active mass, which was widely used as a very fast method for evaluating the quality of the active coating, namely amalgamma stability, adhesion on an electrically conductive carrier, resistance to high-voltage polarization and short-circuits. 216587 2

Podstata metody proměnné polarity a amalgamace spočívá v následujícím postupu. Vzorky sepři hustotě proudu 1 A/om , teplotě 60 °C střídavě vystaví v roztoku o obsahu chloridu sod-ného 3θ0 g/1 po dobu 40 minut (2 minuty anodová polarizace, 2 minuty katodová polarizace)anodové a katodové polaritě. To tedy znamená, že zkuřební cyklus trvá 40 minut. Pak se anodaponoří na 3* sekund do amalgamu sodíku o koncentraci sodíku 0,2 hmot. %. Po těchto zkouřkáchse anoda opláchne destilovanou vodou, osuěí a určí se úbytek její hmotnosti. Výsledky, získané měřením spotřeby aktivní hmoty uvedené anody, které byly určeny metodoustřídavé polarity a amalgamace, jeou uvedeny v tabulce 1.The principle of variable polarity and amalgamation is based on the following procedure. Samples are filled with a current density of 1 A / µm, alternatively exposed to 60 ° C in a solution of sodium chloride 3θ0 / g for 40 minutes (2 minutes anode polarization, 2 minutes cathode polarization) anode and cathode polarity. This means that the test cycle lasts 40 minutes. Then it is anodized to sodium 0.2% amalgam sodium for 3 seconds. %. After these tests, the anode is rinsed with distilled water, dried and the weight loss determined. The results obtained by measuring the active mass consumption of the anode determined by the alternating polarity and amalgamation method are shown in Table 1.

Tabulka ITable I

Počet zkuřebních cyklů 1-3 4-6 7-9 10-12 13-15 16-18 spotřeba aktivní hmoty ve třech po sobě následují- 0,595 0,610 0,140 0,180 0,190 0,1702 cích zkuřebních cyklech (mg/cm ) Výsledky radiochemiokých zkouřek a výsledky zkouřek, uvedené v tabulce I, ukazují, že anodykteré doznávají širokého použití ve světové praxi při provádění elektrolýzy, se vyznačujíjeětě nedostatečnou stálostí aktivní hmoty, nedostatečnou odolností vůči amalgamaci v pod-mínkách elektrolýzy se rtutovou katodou, pro výrobu povlaku anody je spotřeba vzácného kovupoměrně vysoká. Při provádění elektrolýzy k výrobě chloru za použití rtutové katody není ži-votnost anod delěí než 1 až 2 roky, zatímco v podmínkách elektrolýzy a použitím diafragmyčiní životnost anod 4 až 5 let.Number of test cycles 1-3 4-6 7-9 10-12 13-15 16-18 Consumption of active mass in three consecutive - 0,595 0,610 0,140 0,180 0,190 0,1702 test cycles (mg / cm) Results of radiochemical tests and the test results shown in Table I show that the anodes which are widely used in the world of electrolysis practice are characterized by insufficient stability of the active mass, insufficient resistance to amalgamation in mercury cathode electrolysis conditions, and the consumption of precious metallomer in the production of anode coating high. When carrying out the electrolysis to produce chlorine using a mercury cathode, the anode lifetime is not more than 1 to 2 years, while in electrolysis conditions and diaphragm mode, the anode lifetime is 4 to 5 years.

Je známa elektroda, u níž se na elektricky vodivý nosič z titanu nsx-áří pro zvýěení odol-nosti elektrody kysličníku kovu skupiny platiny jakož i značné množství kysličníku křemičitéhoAktivní hmota obsahuje například 42 hmot. % kysličníku rutheničitého Ru02 a 58 hmot. % kys-ličníku křemičitého SiOg. Spotřeba aktivní hmoty uvedené elektrody, která byla určena metodouproměnné polarity a amalgamace, činí během 3 zkuřebních cyklů 0,99 až 1,20 mg/cm (francouz-ský patentový spis č. 2 040 116 nebo patentový spis USA č. 3 846 273).An electrode is known in which an electrically conductive titanium carrier nsx-3 is used to increase the resistance of the platinum oxide metal electrode as well as a considerable amount of silicon dioxide. % of RuO2 and 58 wt. % SiO 2. The consumption of the active mass of said electrode, which has been determined by the method of variable polarity and amalgamation, is in the course of 3 test cycles 0.99 to 1.20 mg / cm (French Patent No. 2,040,116 or U.S. Pat. No. 3,846,273) .

Jsou známy elektrody, do jejichž aktivní hmoty se vnáří kysličník křemičitý spolu s kys-ličníkem titaničitým nebo dioxidem jiného pasivujícího kovu, a aktivní hmota obsahuje vícenež 50 hmot. % kysličníků kovů skupiny platiny (viz britský patentový spis č. 1 l68 558).Spotřeba aktivní hmoty anody, která obsahuje 53,5 hmot. % kysličníku rutheničitého RuOg a 37,5 hmot. % kysličníku křemičitého SiOg a 9,2 hmot. % kysličníku titaničitého TiO^, bylastanovena metodou proměnné polarity a amalgamace a činí v průběhu 3 zkuřebních cyklů 0,75mg/cm . Podstatnou nevýhodou věech uvedených elektrod je značná spotřeba vzácného kovu. Na-vedení i značných množství kysličníku křemičitého spolu s dioxidem kovu skupiny platiny doaktivní hmoty nezaručuje zvýření odolnosti aktivní hmoty. Dále je známa elektroda, u níž je na nosiči, zhotoveném z pasivujících se kovů, nanesenaaktivní hmota, která obsahuje více než 5b hmotnostních % kysličníků pasivujících se kovů, jakoi kysličníky kovů skupiny platiny a přísadu kysličníku křemičitého (viz britský patentovýspis č. 1 163 553). U takovéto elektrody, jejíž aktivní hmota obsahuje 34,8 hmot. % kyslič-níku rutheničitého RuOg, 61,6 hmot, % kysličníku titaničitého TiOg a 3,6 hmot. % kysličníkukřemičitého SiOg, je spotřeba aktivní hmoty, stanovená metodou proměnné polarity a amalgamace,v průběhu 3 zkuřebních cyklů 0,7 mg/cm . To znamená, že -takováto elektroda,je, pokud jde o 3 216587 stálost aktivní hmoty, prakticky blízká výře uvedená známá elektrodě, její výhodou vlak je,ie pro její zhotovení je zapotřebí menšího množství vzáonáho kovu. Účelem vynálezu je, snížit spotřebu kovu skupiny platiny, potřebnáho pro výrobu elektrody,bez zhoršení elektrochemických parametrů elektrody a bez zkráoení její životnosti. Úkolem vynálezu je, vyvinout taková složení aktivní hmoty pro elektrodu, která umožňujesnížení spotřeby kovu skupiny platiny.Electrodes are known in which silica, together with titanium dioxide or another passivating metal oxide, is introduced into the active mass, and the active mass contains more than 50 wt. % of the platinum group metal oxides (see U.S. Pat. No. 1,168,558). % ruthenium oxide RuOg and 37.5 wt. % SiO 2 and 9.2 wt. % titanium dioxide TiO 2, as determined by the variable polarity and amalgamation method, is 0.75mg / cm during 3 test cycles. A significant disadvantage of all these electrodes is the considerable consumption of precious metal. Leading even large amounts of silica together with the platinum dioxide metal of the platinum group does not guarantee an increase in the strength of the active mass. Furthermore, an electrode is known which is supported on a support made of passivating metals with a mass of more than 5% by weight of the metal-passivating oxides, such as the oxides of the platinum group and the silica additive (see British Patent Specification No. 1,163,553). ). With such an electrode, the active mass of which contains 34.8 wt. % ruthenium trioxide RuOg, 61.6 wt.% titanium dioxide TiOg and 3.6 wt. % SiO 2, the active mass consumption, as determined by the variable polarity and amalgamation method, is 0.7 mg / cm 3 over 3 cycles. That is, such an electrode is, with respect to the 216587 stability of the active mass, practically close to the aforementioned known electrode, the advantage of which is the train is that less metal is required to make it. It is an object of the present invention to reduce the metal consumption of the platinum group required to produce the electrode without impairing the electrode electrochemical parameters and shortening its life. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide such active mass compositions for an electrode that can reduce the metal consumption of the platinum group.

Podle vynálezu se tedy navrhuje elektroda pro provádění elektrochemických postupů, kteráobsahuje elektricky vodivý nosič z pasivujícího se kovu, jako jsou hliník, titan, tantal,zirkon, niob, vizmut, wolfram a slitiny těchto kovů, s aktivní hmotou, nanesnnou na nosiči, zkysličníku křemičitáho, kysličníků pasivujících se kovů a kysličníků kovů skupiny platiny přiníže uvedeném hmotnostním poměru jednotlivých složek 10 až 90 % kysličníku křemičitého, 5 až 45 % kysličníků kovů^skupiny platiny a5 až 45 % kysličníků pasivujících se kovů.Thus, according to the invention, there is provided an electrode for conducting electrochemical processes comprising an electrically conductive carrier of a passivating metal such as aluminum, titanium, tantalum, zirconium, niobium, bismuth, tungsten and alloys thereof, with active mass, supported on a support, silicon oxide. , the oxides of the passivating metals and the metal oxides of the platinum group, with said weight ratio of 10 to 90% of the silica, 5 to 45% of the oxides of the platinum group and 5 to 45% of the oxides of the passivating metals.

Doporučená hmotnostní množství kysličníků skupiny platiny zaručuje vysokou elektrochemickouaktivitu elektrody, která při zvyšování obsahu nedostatkové složky až do 5U hmot. % a výšepodstatně nevzrůstá, avěak vede ke zvětšení ztrát aktivní hmoty při provádění elektrolýzy,tj. ke snížení stálosti elektrody.The recommended mass of oxides of the platinum group guarantees a high electrochemical activity of the electrode, which up to 5U wt. % and does not increase substantially, but it leads to an increase in the active mass losses during the electrolysis process, i. to reduce electrode stability.

Zavedení kysličníků pasivujíoích kovů, například zavedení kysličníku titaničitáho, mápříznivý vliv na stálost elektrody ve srovnání s elektrodou s aktivní hmotou, která sestávápouze z kysličníků kovů skupiny platiny a z kysličníku křemičitého.The introduction of metal-passivating oxides, such as the introduction of titanium oxide, has a beneficial effect on the electrode stability compared to the active-mass electrode, which consists solely of the oxides of the platinum group and of the silica.

Bylo zjištěno, že při obsahu kysličníku křemičitého nad 10 hmot. % jakož i při obsahukysličníku pasivujícího se kovu, například kysličníku titaničitáho, pod 50 hmot. % a přiobsahu kysličníku kovu skupiny platiny, například kysličníku rutheničitého, pod 50 hmotnost-ních % dochází ke zvýšení stálosti aktivní hmoty elektrody. Zvětšení obsahu kysličníku kře-mičitého nad 90 hmot. % vede ke značnému snížení elektrochemické aktivity elektrody.It has been found that with a silica content above 10 wt. % as well as for the passivating metal, for example titanium dioxide, below 50 wt. % and the metal oxide content of the platinum group, for example ruthenium oxide, below 50% by weight increases the stability of the active electrode mass. Increase of silica content above 90 wt. % leads to a significant reduction in electrode electrochemical activity.

Jeden z prováděcíoh příkladů vynálezu tvoří elektrody, v nichž mohou aktivní hmoty obsa-hovat jednotlivé složky v tomto hmotnostním poměru (ve hmotnostních %)i kysličník křemičitý kysličníky kovů skupiny platinykysličníky pasivujících se kovůnebo kysličník křemičitýkysličníky kovů skupiny platinykysličníky pasivujících se kovů 10 až 7520 až 45 5 až 45 10 až 3035 až 4535 až 45One embodiment of the invention is represented by electrodes in which the active masses can contain individual components in this weight ratio (in weight%) and silicon dioxide in the metals of the platinum group, passivating metals or the silicon oxide of the metals of the platinum group, passivating metals 10 to 7520 to 45 5 to 45 10 to 3035 to 4535 to 45

Elektroda podle vynálezu umožňuje snížit spotřebu aktivní hmoty, která obsahuje kysličníkkovu skupiny platiny, asi o 20 až 25 %. Svými elektrokatalytickými vlastnostmi jsou elektródypodle vynálezu podobny známým elektrodám. Hodnocení elektrokatalytické aktivity bylo provedenopodle výše anodového potenciálu v porovnání k normální vodíkové referentní elektrodě za pod-mínek elektrolýzy k výrobě chloru. Elektrody podle vynálezu se při hustotě proudu 0,2 á/cm^,teplotě 90 °C v roztoku, který obsahuje 300 g/1 chloridu sodného, při anodové polarizaci vy-značují potenciálem v rozmezí od 1,32 do 1,35 V v porovnání k normální vodíkové referentníelektrodě. 216587 4 K bližěímu objasnění vynálezu jsou dále uvedeny příklady provedení. Příklad 1The electrode according to the invention makes it possible to reduce the consumption of the active mass which contains the oxide group of the platinum by about 20 to 25%. With their electrocatalytic properties, the electrodes of the invention are similar to known electrodes. The evaluation of electrocatalytic activity was performed according to the anode potential compared to the normal hydrogen reference electrode under chlorine electrolysis conditions. The electrodes of the invention exhibit a potential in the anode polarization range of 1.32 to 1.35 volts at a current density of 0.2 .mu.m / cm @ 2, at a temperature of 90 DEG C. in a solution containing 300 g / l of sodium chloride. comparison to a normal hydrogen reference electrode. 216587 4 Exemplary embodiments of the invention are illustrated by the following examples. Example 1

Vyrobí se elektroda, která zahrnuje elektricky vodivý nosič z titanové desky o rozměrech20 x 30 x 2 s aktivní hmotou, nanesenou na nosiči, která obsahuje 10 hmot. % kysličníku kře-mičitého, 45 hmot. % kysličníku rutheničitého a 45 hmot. % kysličníku titaničitého. Elektrodase vyrobí taktot titanová deska se během 10 minut odmastí při teplotě 60 °C v 5%ním roztokuhydroxidu sodného, načež se 10 minut moří při teplotě 100 °C ve 20 hmot. %ním roztoku kyselinychlorovodíkové. K nanesení aktivní hmoty se připraví- roztok, který obsahuje 103 ml n-propylalkoholu, 1,64 ml chloridu titaničitého, 0,55 ml chloridu křemičitého a 3,2 ml roztoku chloridu rutheničitého o koncentraci ruthenia 15,2 hmot. %. Tento roztok se nanese na připravený povrch titanové desky a podrobí tepelnému zpracování při teplotě v rozmezí od 370 do 470 °C. Tento pracovní postupo se několikrát opakuje. Celkový obsah ruthenia činí 3,5 g na 1 m povrchu elektrody.An electrode is produced which comprises an electrically conductive titanium plate of 20 x 30 x 2 with an active mass deposited on a carrier which contains 10 wt. % silicon dioxide, 45 wt. % ruthenium oxide and 45 wt. % titanium dioxide. The electrodase produces a titanium plate tartrate over a period of 10 minutes at 60 ° C in 5% sodium hydroxide solution, then sealed for 10 minutes at 100 ° C in 20% by weight. % hydrochloric acid solution. A solution containing 103 ml of n-propyl alcohol, 1.64 ml of titanium tetrachloride, 0.55 ml of silicon tetrachloride and 3.2 ml of ruthenium chloride solution with a ruthenium concentration of 15.2 wt. %. This solution is applied to the prepared surface of the titanium plate and subjected to heat treatment at a temperature in the range of 370 to 470 ° C. This workflow is repeated several times. The total ruthenium content is 3.5 g per m of electrode surface.

Elektroda se pak zkouěí metodou proměnné polarity a amalgamace.The electrode is then tested by the variable polarity and amalgamation method.

Změny úbytku aktivní hmoty, stanovené metodou proměnné polarity a amalgamace, jsou uvedenyv tabulce II.Changes in active mass loss, as determined by the variable polarity and amalgamation method, are shown in Table II.

Tabulka IITable II

Počez zkušebních cyklů 1-3 4-6_7-9_10-12 úbytek aktivní hmoty v průběhu vždy 3 zkuěebních cyklů, 0,48 0,22 0,05 0,06 mg/cmzTest cycles 1-3 4-6_7-9_10-12 Active mass loss during 3 test cycles, 0.48 0.22 0.05 0.06 mg / cmz

Tato elektroda se podrobí zkouěce i roztoku, který obsahuje 300 g/1 chloridu sodného, přiteplotě 90 °C a hustotě anodového proudu 0,2 A/cm2. Anodový potenciál činí 1,32 V v porovnánís normální vodivou elektrodou.This electrode is also subjected to a solution containing 300 g / l sodium chloride, at a temperature of 90 ° C and an anode current density of 0.2 A / cm 2. The anode potential is 1.32 V compared to a normal conductive electrode.

Známá elettroda, jejíž aktivní hmota obsahuje 46 % hmot. kysličníku rutheničitého a 54 %hmot. kysličníku titaničitého, se zkouěí metodou proměnné polarity a amalgamace. Výsledkyzkouěek jsou uvedeny v tabulce I. Jak jiz bylo uvedeno, činí u známé elektrody úbytek aktivníhmoty, který se stanoví radiochemickou metodou v podmínkách elektrolýzy k výrobě chloru za o p stabilních pracovních podmínek při hustotě proudu v rozmezí od 0,2 do 0,4 A/cm , 2,6 x 10g/cm .h. Příklad 2The known electrode, whose active substance contains 46% by weight. % ruthenium oxide and 54 wt. titanium dioxide, is tested by the variable polarity and amalgamation method. The results of the tests are shown in Table I. As already mentioned, the known electrode reduces the active mass, which is determined by radiochemical method under the electrolysis conditions to produce chlorine under stable operating conditions at a current density in the range of 0.2 to 0.4 A /. cm, 2.6 x 10g / cm .h. Example 2

Vyrobí se elektroda obdobně jako v příkladu 1; aktivní hmota přitom obsahuje 3° hmot. % kysličníku křemičitého, 35 hmot. % kysličníku rutheničitého a 35 hmot. % kysličníku titani-čitého. K nanesení aktivní hmoty se připraví roztok, kt rý obsahuje 6l ml n-propylalkoholu, 1,44 mlchloridu titaničitého, 1,72 ml chloridu křemičitého a 2,52 ml roztoku chloridu rutheničitého. 'íento roztok se nanese na připravený povrch titsnové desky a podrobí se tepelnému zpracováníjako v příkladu 1.An electrode is made similar to Example 1; the active substance contains 3% by weight of the active substance. % silica, 35 wt. % ruthenium oxide and 35 wt. % titanium dioxide. To apply the active mass, a solution is prepared containing 6 ml of n-propyl alcohol, 1.44 ml of titanium tetrachloride, 1.72 ml of silicon tetrachloride and 2.52 ml of ruthenium chloride solution. This solution is applied to the prepared surface of the wafer plate and subjected to heat treatment as in Example 1.

Elektroda se podrobí zkouěce metodou proměnné polarity a a amalgamace. Výsledné úbytkyaktivní hmoty, stanovené metodou proměnné polarity a amalgamace jsou uvedeny v tabulce III.Tabulka IIIThe electrode is subjected to a variable polarity and amalgamation test. The resulting decrease in active mass, determined by the variable polarity and amalgamation method, is shown in Table III.

Počet zkuěebních cyklů 1-3 4-6 7-9 10-12 13-15 16-18 49-21 22-24 mích cyklů, v mg/om* 0,098 0,100 0,073 0,086 5 216587Number of test cycles 1-3 4-6 7-9 10-12 13-15 16-18 49-21 22-24 cycles, in mg / om * 0,098 0,100 0,073 0,086 5 216587

Tato elektroda aa podrobí zkouěce i v podmínkách elektrolýzy k výrobě chlóru, která jsouuvedeny v příkladu 1, aby ae zjistil úbytek ruthenia z aktivní hmoty radiochemiokou metodoupři hustotě anodového proudu v rozmezí od 0,2 do 0,4 á/csí2. Úbytek ruthenia Činí 2,2.10-8g/cm.h. Potenciál činil 1,33 V. V porovnání k normální vodíkové elektrodě. Příklad 3 iThe electrode aa is subjected to the chlorine electrolysis test described in Example 1 to determine the loss of ruthenium from the active mass by the radiochemical method to anode current density in the range of 0.2 to 0.4 and / or 2. The ruthenium loss was 2.2.10-8g / cm.h. The potential was 1.33 V. Compared to a normal hydrogen electrode. Example 3 i

Vyrobí se elektroda obdobně jako v příkladu lj aktivní hmota přitom obsahuje 3? hmot. %kysličníku křemičitého, 20 hmot. % kysličníku rutheničitého a 45 hmot. % kysličníku titani-čitého. K nenesení aktivní hmoty se připraví roztok, který obsahuje 65,5 ml n-propylalkoholu,1,28 ml chloridu titeničitého, 1,39 ml ohloridu křemičitého a 1 ml roztoku chloridu ruthenl-čitého. Roztok se nanese na upravený povrch titanové desky a podrobí tepelnému zpracování jakov příkladu 1. Elektroda se zkouěí metodou proměnné polarity a amalgamaoe. Hmotnostní úbytekaktivní hroty během tří zkuěebních oyklů činí 0,50 mg/em . Potenciál činí za podmínek elektro-lýzy k výrobě chloru, jak jsou uvedeny v příkladu 1, 1,33 V v porovnání k normální vodíkovéelektrodě. Příklad 4The electrode is produced in the same way as in the example lj the active mass contains 3? wt. % silica, 20 wt. % ruthenium oxide and 45 wt. % titanium dioxide. A solution containing 65.5 ml of n-propyl alcohol, 1.28 ml of titanium tetrachloride, 1.39 ml of silicon tetrachloride and 1 ml of ruthenium chloride solution is prepared for non-deposition. The solution is applied to the treated titanium plate surface and subjected to heat treatment as in Example 1. The electrode is tested by the variable polarity and amalgamma method. The weight loss of the active tip during the three test cycles is 0.50 mg / em. The potential under the conditions of electrolysis for chlorine production, as shown in Example 1, is 1.33 V compared to the normal hydrogen electrode. Example 4

Vyrobí se elektroda obdobně jako v přikladu 1; aktivní hmota přitom obsahuje 75 hmot. %kysličníku křemičitého, 20 hmot. % kysličníku rutheničitého a 5 hmot. % kysličníku titaniči-tého. K naneseni aktivní hmoty ae připraví roztok, který obsahuje 49,5 ml n-propylalkoholu, 0,1ml chloridu titaničltého, 2,08 ml chloridu křeničitého a 0,7 ml roztoku chloridu rutheničitého.An electrode is produced similarly to Example 1; the active substance contains 75 wt. % silica, 20 wt. % ruthenium oxide and 5 wt. % of titanium dioxide. To apply the active mass, a solution is prepared which contains 49.5 ml of n-propyl alcohol, 0.1 ml of titanium tetrachloride, 2.08 ml of horseradish chloride and 0.7 ml of ruthenium chloride solution.

Tento roztok se nanese na upravený povrch titanové desky a podrobí tepelnému zpracováníjako v příkladu 1. Elektroda se zkouěí metodou proměnné polarity a amalgamaoe. Úbytek aktivníhmoty činí v průběhu tří zkuěebních oyklů 0,41 mg/cm . Potenciál činí za podmínek elektrolýzyk výrobě chlóru, popsaných v příkladu 1, 1,35 V v porovnání k normální vodíkové elektrodě.Příklad 5This solution is applied to the treated titanium plate surface and subjected to heat treatment as in Example 1. The electrode is tested by the variable polarity and amalgamma method. The loss of active matter is 0.41 mg / cm during three test cycles. Under the conditions of electrolysis, the potential is to produce chlorine as described in Example 1, 1.35 V compared to a normal hydrogen electrode.

Vyrobí se elektroda obdobně jako v příkladu 1; aktivní hmota přitom obsahuje 50 hmot. %kysličníku křemičitého, 45 hmot. % kysličníku rutheničitého a 5 hmot. % kysličníku titaničl-tého. K nanesení aktivní hmoty se připraví roztok, který obsahuje 54,0 ml n-propglalkoholu, 0,1ml chloridu titaničltého, 1,38 ml chloridu křemičitého a 1,5 ml roztoku chloridu rutheničitého.An electrode is made similar to Example 1; the active substance contains 50 wt. % silica, 45 wt. % ruthenium oxide and 5 wt. % of titanium dioxide. To apply the active mass, a solution is prepared containing 54.0 ml of n-propanol, 0.1 ml of titanium tetrachloride, 1.38 ml of silicon tetrachloride and 1.5 ml of ruthenium chloride solution.

Tento roztok se nanese na upravený povrch titanové desky a podrobí tepelnému zpracováníjako v příkladu 1. Elektroda se zkouěí metodou proměnné polarity a amalgamaoe. Úbytek aktivníhmoty činí v průběhu 3 zkuěebních oyklů 0,33 mg/cm . Potenciál činí v podmínkách elektrolýzyk výrobě chloru, popsaných v příkladu 1, 1,33 V v porovnání a normální vodíkovou elektrodou.Příklad 6This solution is applied to the treated titanium plate surface and subjected to heat treatment as in Example 1. The electrode is tested by the variable polarity and amalgamma method. The loss of active matter is 0.33 mg / cm during 3 test cycles. The potential in chlorine electrolysis conditions described in Example 1 is 1.33 V compared to a normal hydrogen electrode.

Vyrobí se elektroda obdobně jato v příkladu 1{ aktivní hmota přitom obsahuje 45,8 hmot. %kysličníku křemičitého, 33,6 hmot. % kysličníku rutheničitého a 20,4 hmot. % kysličníku tita-ničitého. K nanesení aktivní hmoty se připraví roztok, který obsahuje 34 ml n-propylalkoholu, 1,08ml chloridu křemičitého, 0,345 ml chloridu titaničltého a 1 ml roztoku chloridu rutheničitého.An electrode is produced similarly to that of Example 1 (the active mass contains 45.8 wt. % silica, 33.6 wt. % ruthenium oxide and 20.4 wt. % titanium dioxide. To apply the active mass, a solution is prepared containing 34 ml of n-propyl alcohol, 1.08 ml of silicon tetrachloride, 0.345 ml of titanium tetrachloride and 1 ml of ruthenium chloride solution.

Roztok se nanese na upravený povrch titanové desky a podrobí tepelnému zpracování jako v příkladu 1. Elektroda se zkouěí metodou proměnné polarity a amalgamaoe. Výsledné úbytkyaktivní hmoty, stanovené metodou proměnné polarity a amalgamaoe jsou uvedeny v tabulce IV.The solution is applied to the treated titanium plate surface and subjected to heat treatment as in Example 1. The electrode is tested by the variable polarity and amalgamma method. The resulting decrease in active mass, as determined by the variable polarity and amalgamate method, is shown in Table IV.

Claims (3)

216587 6 Tabulka I* »očet zkušebních cyklů 1-3_4-6_7-9 spotřeba aktivní hmoty v průběhu vždy tří po sobě následujících 0,46 0,28 0,07 * 2 zkušebních cyklů v mg/cm Potenciál činí ze podmínek elektrolýzy k výrobě chloru, popsaných v příkladu 1, 1,33 V vporovnání a normální vodíkovou elektrodou· Příklad 7 Vyrobí se elektroda obdobně jako v příkladu 1; aktivní hmota přitom obsahuje 19,0 hmot. %kysličníku křemičitého, 42,2 hmot. % kysličníku rutheničitého a 38,6 hmot. % kysličníku zir-koničitého. K nanesení aktivní hmoty se připraví roztok, který obsahuje 40 ml n-propjrlalkoholu, 0,830g chloridu zirkoničitého, 0,42 ml chloridu křemičitého a 1,05 ml roztoku chloridu rutheniči-tého. Tento roztok se nanese na upravený povrch titanové desky a podrobí tepelnému zpracováníjako v příkladu 1. Elektroda se zkouěí metodou proměnné polarity a amalgamace. Úbytek aktivníhmoty v průběhu tří zkuřebaích cyklů činí 0,44 mg/cm . Potenciál činí v podmínkách elektrolýzyk výrobě chloru, popsaných v příkladu 1, 1,32 V v porovnání s normální vodíkovou elektrodou.í'říklad 8 Vyrobí se elektroda obdobně jako v příkladu 1; aktivní hmota přitom obsahuje 10 hmot. %kysličníku křemičitého, 45 hmot. % kysličníku iridičitého a 45 hmot. % kysličníku titaničitého K nanesení aktivní hmoty‘se připraví roztok, který obsahuje 4V ml n-oropylalkoholu, 0,42ml chloridu křemičitého, 1,05 ml roztoku chloridu iridičitého a 0,4 ml chloridu titaničitého.Tento roztok se nanese na upravený povrch titanové desky a podrobí tepelnému zpracování jakov příkladu 1. Elektroda se zkouěí metodou proměnné polarity a amalgamace. Úbytek aktivníhmoty činí v průběhu tří zkušebních cyklů 0,5 mg/cm , potenciál činí v podmínkách elektrolýzyk výrobě chlóru, popsaných v příkladu 1, 1,34 V v porovnání s normální vodíkovou elektrodou. Jak je z příkladu provedení zřejmé, vyznačující se elektrody podlé vynálezu asi o 20 až25 % nižším úbytkem aktivní hmoty a nedostatkového vzácného kovu ve srovnání s anodami, po-užívanými v širokém měřítku ve světové praxi k provádění elektrolýzy k výrobě chloru, kterémají aktivní hmotu, sestávající z kysličníku rutheničitého, a kysličníku titaničitého. PŘEDMĚT VYNÁLEZU216587 6 Table I * »Number of test cycles 1-3_4-6_7-9 Active mass consumption during three consecutive 0.46 0.28 0.07 * 2 test cycles in mg / cm Potential makes electrolysis conditions to produce chlorine as described in Example 1, 1.33 V in comparison with a normal hydrogen electrode. Example 7 An electrode is produced similarly to Example 1; the active mass contains 19.0 wt. % silica, 42.2 wt. % ruthenium oxide and 38.6 wt. % zirconium oxide. To apply the active mass, a solution is prepared which contains 40 ml of n-propanol, 0.830 g of zirconium chloride, 0.42 ml of silicon tetrachloride and 1.05 ml of ruthenium chloride solution. This solution is applied to the treated surface of the titanium plate and subjected to heat treatment as in Example 1. The electrode is tested by the variable polarity and amalgamation method. The loss of active matter during the three test cycles is 0.44 mg / cm. The potential in chlorine electrolysis conditions described in Example 1 is 1.32 V compared to a normal hydrogen electrode. Example 8 An electrode is produced similarly to Example 1; the active substance contains 10 wt. % silica, 45 wt. % iridium oxide and 45 wt. % of titanium oxide To prepare the active mass, a solution is prepared which contains 4 ml of n-oropylalcohol, 0.42 ml of silicon tetrachloride, 1.05 ml of iridium chloride solution and 0.4 ml of titanium tetrachloride. and subjected to heat treatment as in Example 1. The electrode is tested by the variable polarity and amalgamation method. The loss of active substance is 0.5 mg / cm during three test cycles, the potential in chlorine electrolysis conditions described in Example 1, 1.34 V compared to a normal hydrogen electrode. As is evident from the exemplary embodiment, the electrodes according to the invention are characterized by about 20-25% lower loss of active mass and scarce precious metal compared to the large-scale anodes used in the world for the active substance electrolysis of chlorine. consisting of ruthenium oxide and titanium dioxide. OBJECT OF THE INVENTION 1.Elektroda pro elektrochemické postupy, která zahrnuje elektricky vodivý nosič z pasivujícíhose kovu, jako jsou hliník, titan, tantal, zirkon, niob, vizmut, wolfram a slitiny těchtokovů, a aktivní hmotou nanesenou na nosiči sestávající z kysličníku křemičitého, kysličníků pasivujících se kovů a kysličníků kovů skupiny platiny, vyznačující se tím, že aktivníhmota vykazuje hmotnostní složení 10 až 90 % kysličníku křemičitého, 5 až 45 % kysličníkůkovů skupiny platiny a 5 až 45 i kysličníků pasivujících se kovů.An electrochemical process electrode comprising an electrically conductive carrier of a passivating metal, such as aluminum, titanium, tantalum, zirconium, niobium, bismuth, tungsten and alloys of titanium, and an active mass supported on a carrier consisting of silica, oxides of passivating metals and metal oxides of the platinum group, characterized in that the active mass has a composition by weight of 10 to 90% silicon dioxide, 5 to 45% of oxides of platinum and 5 to 45% of oxides of passivating metals. 2. Elektroda podle bodu 1, vyznačující se tím, že aktivní hmota, nanesená na elektrodě, vykazujehmotnostní složení 10 až 75 % kysličníku křemičitého, 20 až 45 % kysličníků kovů skupinyplatiny a 5 až 45 % kysličníků pasivujících se kovů.2. The electrode according to claim 1, wherein the active material deposited on the electrode has a weight composition of 10 to 75% silicon dioxide, 20 to 45% metal oxides, and 5 to 45% oxides of passivating metals. 3. Elektroda podle bodu 1, vyznačující se tím, že aktivní hmota, nanesená na elektrodě, vykazujehmotnostní složení 10 až 30 % kysličníku křemičitého, 35 až 45 % kysličníků kovů skupinyplatiny a 35 až 45 % kysličníků pasivujících se kovů.3. The electrode according to claim 1, wherein the active material deposited on the electrode has a weight composition of 10 to 30% silicon dioxide, 35 to 45% metal oxides, and 35 to 45% oxides of passivating metals.
CS17080A 1980-01-07 1980-01-07 Electrode for electrochemical procedures CS216587B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS17080A CS216587B1 (en) 1980-01-07 1980-01-07 Electrode for electrochemical procedures

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS17080A CS216587B1 (en) 1980-01-07 1980-01-07 Electrode for electrochemical procedures

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CS216587B1 true CS216587B1 (en) 1982-11-26

Family

ID=5333381

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS17080A CS216587B1 (en) 1980-01-07 1980-01-07 Electrode for electrochemical procedures

Country Status (1)

Country Link
CS (1) CS216587B1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3291714A (en) Electrodes
US4422917A (en) Electrode material, electrode and electrochemical cell
NO783981L (en) ELECTRODE.
US3236756A (en) Electrolysis with precious metalcoated titanium anode
US4256563A (en) Electrode for electrochemical processes and production method therefor
US4589969A (en) Electrode for electrolysis of solutions of electrolytes and process for producing same
US20050011755A1 (en) Electrolytic cell and electrodes for use in electrochemical processes
US3650925A (en) Recovery of metals from solution
US4564434A (en) Electrode for electrolysis of solutions of electrolytes
US4329219A (en) Electrode for electrochemical processes
US3254015A (en) Process for treating platinum-coated electrodes
Chikhi et al. Current distribution in a chlor-alkali membrane cell: experimental study and modeling
JP2836840B2 (en) Electrode for chlorine generation and method for producing the same
CS216587B1 (en) Electrode for electrochemical procedures
JPH0633489B2 (en) Electrode for dilute salt water electrolysis
Tasaka et al. Electrolytic production of nitrogen trifluoride from a molten CsF HF NH4F system
Nadebaum et al. A novel electrochemical cell employing a rotating bipolar electrode
FI74305C (en) Electrode for electrolysis of electrolyte solutions and method for producing them.
Avchukir et al. Kinetics of electrodeposition of indium on solid electrodes from chloride solutions
FI64400C (en) ELECTROCHEMICAL PROCESSER
RU2700921C1 (en) Non-consumable anode for electrolysis
US3574074A (en) Surface treated platinized anodes
IL35237A (en) Metal oxide electrodes
US3202594A (en) Process for activating platinum electrodes
SU1401072A1 (en) Electrode for electrolysis of aqueous solutions of alkali metal chlorides