DD272315A1 - DIMENSION STABLE ANODE - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine dimensionsstabile Anode fuer elektrochemische Prozesse, insbesondere fuer die Chloralkalielektrolyse, bei der durch Aufbringen einer Zwischenschicht mit andersartiger Zusammensetzung auf einen Titangrundkoerper eine Erhoehung der Standzeit erreicht wird. Ziel der Erfindung ist eine dimensionsstabile Anode herkoemmlicher Zusammensetzung mit einem Titangrundkoerper und einer elektrochemisch aktiven Schicht auf RuO2/TiO2- oder RuO2/IrO2/TiO2-Basis, bei der durch Einbau einer edelmetallfreien Zwischenschicht hoher elektrischer Leitfaehigkeit die Oxidation des Titangrundkoerpers sowohl waehrend der Praeparation als auch waehrend der Elektrolyse eingeschraenkt und damit die Standzeit erhoeht wird. Die erfindungsgemaesse dimensionsstabile Anode, bestehend aus einem Titangrundkoerper, einer Zwischenschicht und einer elektrochemisch aktiven Schicht, ist dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht aus TiNx besteht.The invention relates to a dimensionally stable anode for electrochemical processes, in particular for the chloralkali electrolysis, in which an increase in the service life is achieved by applying an intermediate layer with a different composition on a Titangrundkoerper. The aim of the invention is a dimensionally stable anode conventional composition having a Titangrundkoerper and an electrochemically active layer on RuO2 / TiO2 or RuO2 / IrO2 / TiO2-based, in which by incorporating a noble metal-free intermediate layer of high electrical conductivity, the oxidation of Titangrundkoerpers both during preparation as also restricted during the electrolysis and thus the service life is increased. The dimensionally stable anode according to the invention, consisting of a titanium base body, an intermediate layer and an electrochemically active layer, is characterized in that the intermediate layer consists of TiNx.
Description
01· Erfindung betrifft ·Ιη·η dlmenslonssliNle Anode für elektrochemisch· Prom··, Insbesondere für dl· Chloralkalielektrolyse. Di· Erfindung itt in der chemischen Industrie anwendbar.The invention relates to an anode for electrochemical · Prom ··, in particular for dl · chloroalkali electrolysis. The invention is applicable in the chemical industry.
dahin üblichen Qraphitanoden im Weltmaßstab durchgesettt. Ober 8OH den in der Welt produzierten Chlors werden heute mit dimensionsstabilen Anoden hergestellt, das gilt sowohl für das Diaphragma als euch für das Quecksilber· undusual graphite anodes on a world scale. Above 8OH, the chlorine produced in the world today is produced with dimensionally stable anodes, this applies to both the diaphragm and you for the mercury · and
hergestellten elektrochemisch aktiven Beschichtung auf Pt/Ir-Basls oder aus Rutheniumdioxid und Titandloxid Im geeignetenprepared electrochemically active coating on Pt / Ir-Basls or ruthenium dioxide and titanium oxide in the appropriate
bezeichnet.designated.
(K.HASS, Chem.-lng.-Techn.47 |197S| 121; V.OE NORA, J.W.KÜHN VON BURQSDORFF, Chem.-lng.-Tochn.4711975) 125; DDPS55323; DE-OS 1671422)(K.HASS, Chem.-Ing.-Techn.47 | 197S | 121; V.OE NORA, J.W. KÜHN OF BURQSDORFF, Chem. Ing. Tochn.4711975) 125; DDPS55323; DE-OS 1671422)
sowohl eine Sperrachlchtbildung twischon Titanmetall und Aktivschicht «is auch dio Korrosion des RuOi ·η derboth a barrier formation of titanium metal and an active layer is also known as corrosion of RuOi · η
durch ein· Modifizierung der elektrochemisch aktiven Schicht die Korrosionsgeschwinitigkolt dos RuOj zu senken und damit dieby modifying the electrochemically active layer, lowering the corrosion rate of RuOj, and thus the
hierbei der Einbau von Edelmetallen wie Ag, Au, Ru oder Pd (US-PS 4086157) oder einer edelmetallreichemn Schicht imin this case, the incorporation of precious metals such as Ag, Au, Ru or Pd (US-PS 4086157) or a precious metal-rich layer in
erhöhen dl· Standzelt der Anoden. Andererseits stellt ein hoher Edelmetallanteil in der Zwischenschicht einen beträchtlichen ökonomischen Nachteil dar.increase dl · Stand of the anodes. On the other hand, a high precious metal content in the intermediate layer represents a significant economic disadvantage.
oder anreduziertea und mit vorwiegend höhorwertigon Oxiden dotiertes Titanoxid (TiO4 -,) (DD-WP 220621). Alle diese durch thermische Zersetzung hergestellton Zwischenschichten schränken zwar die Ausbildung ein;, schlechtloitonden ΤίΟ,-Schlcht ein und verlängern damit die Standzeit der Anoden. Allerdings wird damit das Titangrundmatorial nicht dicht abgeschlossen, so daß noch keine vollständige Schutzfunktion gewährleistet wird.or anreduziertea and with predominantly höhorwertigon oxides doped titanium oxide (TiO 4 -,) (DD-WP 220621). Although these intermediate layers, produced by thermal decomposition, restrict the formation of poorly soluble ions, they prolong the service life of the anodes. However, so that the Titanium Round Matorial is not tightly closed, so that no complete protection is guaranteed.
eine chemische Reaktion beispielsweise von TiCI4 und NH1 auf einer Titangrundplatte bei erhöhten Temperaturen (5C0'C bis 700'C) hergestellt. Allgemein zeigen aber Braunstein-Titan-Anoden unter den Bedingungen der technischena chemical reaction, for example, of TiCl 4 and NH 1 on a titanium base plate at elevated temperatures (5C0'C to 700'C). In general, however, show manganese titanium anodes under the conditions of technical
auf der Titanoberfläche bei erhöhten Temperaturen erzeugte TiN-Zwischenschicht zu nennen, die aufgrund dieserto mention on the titanium surface produced at elevated temperatures TiN intermediate layer, due to this
-2- 272 816-2- 272 816
ZItI der Erfindung ill et, tin» für elektrochemische Promi·, Insbesondere für die Chloralkalielektrolyse, ainsetibare dimenaionsstabile Anode herkömmlicher Zusammensetzung mit einem TltangrundVr per, einer Zwischenschicht und einer elektrochemisch aktiven Schicht auf RuOiATIOf oder RuOi/lrOi/TIOi-Basls amugeben, die eich durch eine wesentliche Erhöhung der Standteit ausieichnet, wodurch bei deren Anwendung Energie·, Edelmetall· und Arbeitsielteinsparung resultieren.According to the invention, for electrochemical celebrities, particularly for chloroalkali electrolysis, amine-stable dimenion-stable anode of conventional composition having a titanium base, an intermediate layer, and an electrochemically active layer on RuOiATIOf or RuOi / IrO / TIOi-Basls pass through a substantial increase of the stand ausieichnet, resulting in their application energy ·, precious metal · and Arbeitsieleinsparung.
die Zwischenschicht eine für diese Anoden nicht bekannte, edelmetallfrel«, eine hohe elektrische Leitfähigkeit gewährleistendethe intermediate layer, a precious metal fragment not known for these anodes, ensures a high electrical conductivity
vor Aufbringen einer elektrochemisch aktivon RuOj/TIOr oder RuOj/lrOj/1 IO| Schicht mit einer TIN.Schlcht mit χ » 0,1 bis 1,2 und einer Schichtdicke bis maximal 100 pm, beispielsweise mit einer TINo-Schlcht versehen wird.before application of an electrochemically active RuOj / TIOr or RuOj / lrOj / 1 IO | Layer with a TIN.Schlcht with χ »0.1 to 1.2 and a layer thickness of up to 100 pm, for example, with a TINo Schlcht is provided.
der eigentlichen Beschichtung wird die Titanplatte Im Hochvakuum mit Argonionen gosputtert, so daß auf dem Grundkörper keine Oxide vorliegen, die sich euf den Widerstand der Elektrode negativ auswirken können. Ein weiterer Vorteil des reaktiventhe actual coating, the titanium plate is gosputtered in a high vacuum with argon ions, so that there are no oxides on the body, which can have a negative effect on the resistance of the electrode. Another advantage of the reactive
spetlflscher elektrischer Widerstand, Rauhigkeit, Porösität, Schichtdicke u.a. bestimmt werden können. Durch dieseSpatula electrical resistance, roughness, porosity, layer thickness, etc. can be determined. Through this
guten Haftgrund tu schaffen. Anschließend wird eine bekannte Ru/Tl· odor Ru/Ir/Ti-Präparationslösung aufgetragen, durch die die elektrochemisch aktive Schicht ausgebildet wird. Dio Prlparationtilösung wird hiertu mehrmals auf die geätzte TIN.-Schlcht aufgetragen. Nach leder Beschichtung erfolgt eine Trocknung bei Temperaturen bis 100'C und danach Einbrennen batgood reason to create. Subsequently, a known Ru / Tl odor Ru / Ir / Ti preparation solution is applied, through which the electrochemically active layer is formed. The preparation of the preparation is applied several times to the etched TIN.-Schlcht. After leather coating, drying takes place at temperatures up to 100 ° C and then baking
bekannt, sie teichnet sich durch folgende Vorteile au»:known, it has the following advantages:
1. Bei der erfindungsg«mlß«n ^,-Zwischenschicht handelt es sich sowohl um eine edelmetallfreie als auch um eine hochleitfahige Schicht.1. The intermediate layer according to the invention is both a noble metal-free and a highly conductive layer.
2. Diese Zwischenschicht schOtit aas GrundmeMll während der Elektrodenherstellung, wo es längere Zeit Temperaturen !wischen 3WC und 500'C ausgesettt ist, vor Oxidation.2. This intermediate layer protects the base metal during electrode production, where it is exposed to long-term temperatures between 3WC and 500'C, before oxidation.
3. Die Lebensdauer der Elektrode wird durch die erfindungsgemlße Zwischenschicht wesentlich erhöht.3. The lifetime of the electrode is substantially increased by the intermediate layer according to the invention.
Der · *··η genannte Effekt ist an sich aber auch in seiner Größe überraschend, weist dip Zwischenschicht doch eine gam andere Qir itruktur als die elektrochemisch aktive Schicht auf. Im Gegensau tür Rutilstruktur dor RuOj/TIO}· und RuOj/lrOj/TIOi-Aktivschicht besitzt TiN Natriumchlor id-Struktur (Gmelins Handbuch der anorganischen Chemie, Titan, Verlag Chemie, Weinheim 1951) — der gute Vorbund !wischen beiden Schichten ist somit erstaunlich.The effect mentioned above is surprising in itself but also in its size, since the intermediate dip layer has a different structure than the electrochemically active layer. In contrast to the rutile structure of RuOj / TIO} · and RuOj / lrOj / TIOi active layer, TiN has sodium chloride id structure (Gmelin's Handbook of Inorganic Chemistry, Titan, Verlag Chemie, Weinheim 1951) - the good precompound between these two layers is therefore astonishing ,
durch reaktives D.C.PIasmatron-Sputtern mit einer TiN.-Schicht versehen. Die Herstellungsbedingungen werden dabei so gewählt, daß eine etwa 1 pm starke TINoj-Schicht aufgebracht wird.provided with a TiN.layer by D.C. Plasmaser sputtering. The production conditions are chosen so that an approximately 1 pm thick TINoj layer is applied.
wird eine bekannte Ru/Ti-Präpa. ationalöiung aufgetragen, durch die die elektrochemisch aktive Schicht ausgebildet wird. Diebecomes a known Ru / Ti-Präpa. applied ationalöiung, through which the electrochemically active layer is formed. The
einstündige Endtemptrung bei 45O'C an.one-hour final performance at 45O'C.
(Rutheniumtrisethylendiamintrichlorld) in alkoholischer LOsung eingesetzt. Die Herstellung des Ru(en),Clj erfolgt gemäß(Rutheniumtrisethylendiamintrichlorld) used in alcoholic solution. The preparation of Ru (en), Clj is carried out according to
einer Stromdichte von lOOmA/cm1 und einer Temperatur von 26'C betrug die anodische Überspannung 60...7OmV. Im sogenannten Schwefelsäuretest (Elektrolyse in 2 N H]SO4,25'C, 0,5A/cm') wurde eine Standzeit von 34 Stunden registriert.a current density of lOOmA / cm 1 and a temperature of 26'C, the anodic overvoltage was 60 ... 7OmV. In the so-called sulfuric acid test (electrolysis in 2 NH] SO 4 , 25'C, 0.5A / cm ') a service life of 34 hours was registered.
Der entfettete und mechanisch geglättete Titanqrundkorper wird im Hochvakuum mit Argonionen gesputtort und anschließend durch reaktives D.C.-Plasmatron-Sputtern mit oiner TiN.-Schicht versehen. Die Herstellungsbodingungen werden dabei so gewählt, daß eine etwa 1 Mm starke TiN0»-Sch!cht aufgebracht wird. Die so hergestellte Zwischenschicht wird einige Minuten mitThe degreased and mechanically smoothed Titanqrundkorper is sputtered in a high vacuum with argon ions and then provided by reactive DC Plasmatron sputtering with a TiN.-layer. The production conditions are chosen so that an about 1 mm thick TiN 0 »- is applied. The thus prepared intermediate layer is with a few minutes
-3- 272 316-3-272,316
helQem WC) Könlgtwatter gelttt. Nach dam Abtpülan der 8lur· wird ·Ιη· bekannt· Ru/TIPr Iparatlonilöiung aufgetragen, durch dl· die «t«ktroch«nlich aktiv· 8chlcht auagablldat wird. Öl· Prlparatloniieaung wird hlartu mahrmala auf dl· galUtehelQem WC) Königswatter valid. According to the description of the invention, oil is applied to Ru / TIPr Iparatlonilöiung, by means of which the "t" ktroch nlich becomes active · 8chlcht auagablldat. Oil · Prolparatloniieaung is hlartu mahrmala on dl · galUte
42O1C. Nach Aufbringen der lettten Elnieltchlcht KhIIeQt alch eine elnitOndlge Endtemperatur bei 430'C an.42O 1 C. After application of the method, use a final temperature of 430'C.
in Itopropanol eingeteilt. Oat Ru/Tl-Molverhlltnlt betrlgt 26/7S, die aufgebrachte Edelmetallmenge 12,8g RuOi/m*.divided into itopropanol. Oat Ru / Tl molar ratio is 26 / 7S, the amount of noble metal applied is 12.8g RuOi / m *.
einer Stromdicht· von 200mA/cm* und einer Temperatur von 26'C betrug die anodltche Überipannung 70...8OmV. Ima current density of 200mA / cm * and a temperature of 26'C, the anodic over-voltage was 70 ... 8OmV. in the
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DD31584088A DD272315A1 (en) | 1988-05-17 | 1988-05-17 | DIMENSION STABLE ANODE |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DD31584088A DD272315A1 (en) | 1988-05-17 | 1988-05-17 | DIMENSION STABLE ANODE |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DD272315A1 true DD272315A1 (en) | 1989-10-04 |
Family
ID=5599304
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DD31584088A DD272315A1 (en) | 1988-05-17 | 1988-05-17 | DIMENSION STABLE ANODE |
Country Status (1)
Country | Link |
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DD (1) | DD272315A1 (en) |
-
1988
- 1988-05-17 DD DD31584088A patent/DD272315A1/en not_active IP Right Cessation
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