DE2344645C3 - Verfahren zur Herstellung von Bleidioxid-Titanverbundelektroden - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von Bleidioxid-TitanverbundelektrodenInfo
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Description
Verbundclektroden von aus einem aus Titan bestehenden
Trägerkörper mit darauf aufgebrachten Schichten aus Bleidioxid sind bekannt. Solche Elektroden
werden in bekannter Weise durch anodische Abscheidung des Oxids aus Blei-I !-Salzlösungen auf das
Titansubstrat hergestellt. Auf Grund der bekannten Eigenschaften des Titans, den Stromdurchgang zu
sperren, wenn es in einem Elektrolysesystcm als Anode
geschaltet ist, ist es allerdings nicht ohne weiteres möglich, auf einer Titanoberfläche anodisch einen
gleichmäßigen und gut haftenden Überzug aus Bleidioxid abzuscheiden. Es ist bekannt, diese Sperrung
dadurch zu vermeiden, indem man dem Bieisalzbad Fluoride zugibt (belgische Patentschrift 7 02 806), oder
indem man die Titanoberflächc mechanisch aufrauht und entfettet (belgische Patentschrift 7 27 4I1J).
Gemäß der deutschen Offenlegungsschrilt 20 23 292 erhält man glatte, gleichmäßige, sehr gut haltende und
auch in dünnen Schichtdieken bei anodischer Polarisation beständige Schichten aus Bleidioxid auf Titaiiobeiflächen,
indem man auf der Titanoberflächc vor der Abscheidung der Bleidioxidübcrzügc durch oxidative
Behandlung in Gegenwart von Verbindungen der Metalle der 1., Vl., VII. und VIII. Nebengruppe des
Periodischen Systems sowie des Aluminiums, Vanadins und Wismuts eine mit den Oxiden dieser Metalle
dotierte Titandioxidschicht erzeugt.
Es ist schlcißlich auch bekannt (deutsche Offcnlegungsschrift
21 19 570), Bleidioxid-Titan-Verbundelcktroden
dadurch herzustellen, daß man vor der anodischen Blcidioxid-Abscheidung auf der TiUinoberfläche
Keime von feinverteiltem Platin, Palladium, Gold, Magnetit, Graphit und/oder Bleidioxid aufbringt.
Die nach den bekannten Verfahren erzeugten Elektroden sind nicht für alle Verwendungszwecke gleich
gut geeignet. So haben sie /.. B. den Nachteil, daß — falls sie als Anoden in Elektrolyse/eilen mit hoher
Slrombelastung eingesetzt werden — die Bleidioxid-Schichlen,
insbesondere hei längerer anodischcr Polarisation
abblättern was eine allmähliche Ausbildung einer sperrenden Titandioxidschicht zwischen dem
Titan und dem Bleidioxid zur holge hat. Sofern man
unter Verwendung von Edelmetallen arbeitet, können solche Elektroden, wenn sie z. B. als Anoden in Elektrolysezellen
mit Kathoden hoher Wasserstoff Überspannung eingesetzt werdcr.. die Kathoden inaktiveren.
Zum anderen sind einige der bekannten Verfahren aufwendig und zeitraubend auszuführen.
Es wurde nun gefunden, dall man speziell als Anoden in Elektrolyse/eilen mit hoher Stromdichtebelastung
geeignete Bleidioxid-Titan-Verbundelektroden durch
anodische Abscheidung von Bleidioxid auf Tilanobcrflächen dadurch herstellen kann, daß man auf die
Titanoberfläche ν or der Bleidioxid-Abscheidung eine Zwischenschicht aus einem Carbid oder Borid der
Elemente der IV. und V. Nebengruppe aufbringt. Besonders geeignete Carbide und Boride sind diejenige1!
des Titans und Tantals, wobei insbesondere Titancarbid, Tantalcarbid und Tantalborid hervorzuheben
sind.
Zur Herstellung der Elektroden wird zunächst ucr
Grimdkörper zweckmäßig mechanisch z. B. durch
jo Sandstrahlen oder Korundstrahlen gereinigt. Anschließend
werden die Carbide und Boride der Elemente der IV. und V. Nebengruppe des Periodischen Systems
(Ti. Zr. Hf, V, Nb, Ta) aufgebracht. Hierzu bedient man sich zweckmäßig des Plasmaspritzvcrfahrens, das
vorteilhaft unter einer Argon-Schulzgasatmosphäre ausgeführt wird. Dazu werden die Pulver der genannten
Verbindungen mit Korngrößen von vorzugsweise 15 bis 90 // einem Plasmabrenner mit Argon-Plasma
zugeführt. Die Dicke der erzeugten Carbid- bzw. Borid-Schichlcn liegt zweckmäßig bei etwa 60 bis 200 /1.
Die so vorbehandclten Titankörper werden anschließend in üblicher Weise anodisch mit einem PbO2-Überzug
versehen.
Vorteilhaft ist, daß die so hergestellten Zwischenschichten auch nach vollständigem Ablösen des PbO2 erneut als Grundlage für frische PbOo-Bcschichtungen dienen können, was die Anwendung der Elektroden in Sekundürbattcrien ermöglicht.
Vorteilhaft ist, daß die so hergestellten Zwischenschichten auch nach vollständigem Ablösen des PbO2 erneut als Grundlage für frische PbOo-Bcschichtungen dienen können, was die Anwendung der Elektroden in Sekundürbattcrien ermöglicht.
Ein Titanstrcckmelallnetz mit den Abmessungen von
100-40 mm wurde korundgcslrah.lt und mit Hilfe
eines Plasmabrenners mit feinkörnigem Titancarbid, Korngröße 40 bis 90 /1, unter Argonschutzgasatmosphäre
etwa 0,15 mm dick beschichtet. Bei dieser Beschichtung
wurde der Plasmabrenner mit Argon betrieben, das weniger als 0,5% Stickstoff enthielt. Das
Titanstrcckmclall hatte beim Beschichten eine Temperatur von ■ 6O0C.
Das so vorbehandclte Titanstrcckmetallnetz wurde in Richtung seiner Längsachse 5 cm tief in eine Lösung
getaucht, die durch Auflösen von 300 g Pb(NO3I2,
3 g Cu(NO3I2' 3 H2O und I g eines Netzmittel auf
Basis oxäthylicrter Alkohole mit Wasser zu 1 I hergestellt wurde, bei einer Temperatur von 60 bis 70 "C und
mit einer Stromstärke von 0,8 | 0,1 A (— 4 ± 0,5 A/dm2) 3 h lang beschichtet. Als Kathode diente ein
Kupferblech. Danach hatten sich 10,96 g PbO2 abgeschieden.
Die so hergestellte Blcidioxid-Tilan-Verbundelektrode
wurde 24 h lang bei einer Stromstärke von
4 A ( 20 A/dm2); 24 h lung bei einer Stromstärke von 10 A (- - 50 A/dm2) und 20 h lang bei einer Stromstärke
von 20 A (=-■= 100 A/dm2) in etwa 20%igcr Schwefelsäure
bei 30 bis 35' C belastet. Die Zellspannungen blieben über die Beobachtungsz.eit für eine Stromstärke
innerhalb von | 0,2 V konstant. Das Anodenpotential
gegen cine Siiberelektrode (Ag/AgCl, KCI gcs.) betrug
bei einer Stromdichte von 20 A/dm- etwa 2.1 V. Der Gewichtsverlust der Anode betrug bei einer Stromdichte
von 100 A/dm- etwa 0.6 mg/Ah.
13 c i s ρ i c 1 2
Wie in Ikispiel 1 beschrieben wurde ein Titanstreckmetallnetz
mit Tantalcarbid mit einer Korngröße von 40 bis TO ii beschichtet.
Anschließend wurde unter gleichen Bedingungen das Netz als Anode in ein Blei-I !-Salzbad getaucht, wobei
sich 10.6S g PbO1. abschieden.
B e i s ρ i e 1 3
Wie in Beispiel I beschrieben wurde das Netz zunächst mit Tantalborid mit einer Korngröße von
40 bis 90 u und anschließend mit Bleidioxid beschichtet. Ks schieden sich insgesamt 10,20 g PbO2 ab.
Claims (2)
- Patentansprüche:I. Verfahren zur Herstellung von Hlcidioxid-Titan-Verbundclektroden durch anodische Abscheidung von bleidioxid auf Tilanoberflächen, dadurch gekennzeichnet, da 1.1 man auf die Titanoberfläche vor der Bleidioxid-Abscheidung eine Zwischenschicht aus einem Carbid oder Borid der Elemente der IV. und V. Nebengruppe aufbringt.
- 2. Verfahren nach Anspruch I. dadurch gekennzeichnet, dall man die Zwischenschicht nach dem Plasma-Spritzverfahren aufbringt.
Priority Applications (10)
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| DE19732344645 DE2344645C3 (de) | 1973-09-05 | Verfahren zur Herstellung von Bleidioxid-Titanverbundelektroden | |
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| DE2344645B2 DE2344645B2 (de) | 1976-05-26 |
| DE2344645C3 true DE2344645C3 (de) | 1977-11-10 |
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