DE1801402A1

DE1801402A1 - Anode fuer die Chlor-Alkali-Elektrolyse

Info

Publication number: DE1801402A1
Application number: DE19681801402
Authority: DE
Inventors: Dr Eberhard Zirngiebel
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1968-10-05
Filing date: 1968-10-05
Publication date: 1970-05-27

Description

anode £Wr die Chlor-Alkali-Elektrolyse Ptir die Chlor-Alkali-Elektrolyse wurden in den letzten Jahren metallis-che Anoden vorgeschlagen, die im wesentlichen aus Titanmetall bestehen. Die normalerweise bei anodischer Belastung elektrochemisch inerte, oxidhaltige Oberfläche des Titanmetalls wird durch eine Beschichtung alt Metallen oder Oxiden der Platingruppe aktiviert. Dieee Anoden stellen wegen der verwendeten Platinmetalle selbst bei Überzügen mit einer Schichtdicke der Größenordnung von 1 x 10-3 mm recht kostspielige Einheiten dar, zumal die Beschichtung in bestimmten Abständen erneuert werden muß.
Die Haltbarkeit der Beschichtung hängt sowohl von der Gifte als auch von den speziellen Beanepruchungen der Elektroden ab. Bei der Chlor-Alkali-Elektrolyse nach dem Amalgamverfahren besteht besondere die Gefahr, daß durch eine Berührung der Edelmetallschnitt mit dem Amalgam die Aktivierungsschicht zerstört wird. Bs wurden daher erhebliche Anstrengungen unternommen, die Haltbarkeit und Gute der Aktivierungsschicht durch besondere Nethoden zu verbessern. Bei normaler Beanspruchung wird die lebensdauer der Aktivierungsschicht von den Herstellern der zur Diskussion stehenden Anode mit etwa 2 Jahren angegeben.
Es wurde nun gefunden, daa sich. die bisher vorgeschlagenen platinierten Titananoden speziell bei der Chlor-Alkali-Elektrolyse nach dem Amalgamverfahren durch wesentlich wirtschaftlichere Anoden ersetzen lassen.
Gegenstand der Erfindung ist eine Anode fur die Chlorlikali-Elektrolyse, , die auf einem Grundkörper aus Titan sumindeet auf der elektrochemisch aktiven Seite eine -Aktivierungsschicht aus leitfähigem Molybdändisilicid besitzt.
Wie eigene Versuche zeigten, läßt sich auf Titan ein Überzug aus Molybdandisilicid erzeugen, der die gleichen Eigenschaften zeigt wie eine Schicht aus den Metallen der Platingruppe. Die Molybdindieilicidschicht vereinigt gute elektrische Eigenschaften mit außerordentlich guter Chlor-Resistenz und Dauerhaftigkeit. Die Zusammensetzung der Beschichtung entspricht normalerweiee dem stöchiometrischen Verhältnis NoSi2, kann jedoch durch die Art der Auftragung in gewissen Grenzen schwanken.
Zur Erzeugung der erfindungsgemäßen Aktivierungsschicht haben sich speziell zwei Methoden als geeignet erwiesen.
Bei der einen Methode wird Molybdändisilicid in einem geeigneten Suspendier- bzw. Bindemittel suspendiert und auf die Titanoberfläche aufgetragen. Als Suspendier-bzw. Bindemittel eignen sich solche organische Medien, die bei möglichst niederen Temperaturen verflüchtigt werden können, d.h. die keine nennenswertenverkokten oder verkokbare Anteile hinterlassen. Als solche Medien haben sich z.B. leicht flüchtige aliphatische Kohlenwasserstoffe, deren teilhalogenierte Derivate, Alkohole, Äther sowie deren Gemische als geeignet erwiesen.
Nach dem Auftragen wird die Suspension getrocknet und das Suspendier bzw. Bindemittel unter möglichst schonenden Bedingungen verflüchtigt, um die Bildung von Karbiden auf der Titanoberfläche zu vermeiden. Je nach dem verwendeten Bindemittel sind Temperaturen bis zu etwa 500°C notwendig. Eventuell ist es zweckmäßig, die Temperaturbehandlung bei vermindertem Druck durchzuführen. Anschließend wird der Überzug bei einer temperatur von oberhalb 1.000°C, jedoch unterhalb des Schmelzpunktes des Titan eingebrannt, wobei in einer Schutagasatmosphäre (vorzugsweise Argon oder anderen Edelgasen) gearbeitet wird. Auf die beschriebene Weise wird ein blauschwarz glänzender Überzug von Nolybdändisilicid mit den bereits beschriebenen Eigenschaften erhalten.
Das andere Verfahren besteht darin, daß man auf die vorgegereinigte und gebeizte Titanoberfläche mit einem Plammapritz- oder Plasmaspritzgerät das Molybdindisilicid aufbringt. Mit dieser Methode kann eine feethaftende Aktivierungsschicht in einem einzigen Arbeitsgang erzeugt werden. Das vorliegende Verfahren flir das Plasmaspritzen wird in den US-Patentschriften 2 960 594 bzw. 2 1570 649 besohrieben.
Das nachfolgende Beispiel soll den Gegenstand der Erfindung näher erläutern: Beispiel Eine Titanplatte mit den Maßen 50 x 50 x 0,1 mm wurde in mit einem Plasmaspritzgerät mit einem Überzug auf Molybdändisilicid (Korngröße etwa 0,1 bis 0,3 mm) versehen. Als Trägergas diente reines Argon. Nach dem Aufspritzen des Überzugs wurde die Platte noch einmal kurz mit dem reinen Plasmastrahl ohne Molybdändisilicid erhitzt. Die fertige Elektrode wurde nach der Abkühlung in einer Versuchszelle einer Kathode aus Graphit gegenübergestellt und unter Spannung gesetzt. Bei etwa 4 Volt Spannung floß ein Strom van etwa 2 Ampère, der an der als Anode geschalteten molybdändisilicidbeschichteten Titanplatte eine lebhafte Chlorentwicklung hervorrief.

Claims

Patentansprüche

1. Anode für die Chlor-likali-Elektrolyse mit einen Grundkörper aus Titan, dadurch gekennzeichnet, daß sie zumindest auf der elektrochemisch aktiven Seite eine Schicht aus leitfähigem Nolybdändisilicid besitzt.

2. Anode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die leitfähige Molybdändisilicidschicht durch Einbrennen einer Molybdändisilicidsuspension bei Temperaturen oberhalb 1.00000 erzeugt wird, wobei das Suspendiermittel vor dem Einbrennen bei Temperaturen bis zu 5000C verdampft wird.

3. Anode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß da leitfähige Molybdändisilicid durch Plasaspritzen aufgetragen wird.