DE2929787A1 - Verfahren zur herstellung einer elektrodenoberflaeche auf einem metallsubstrat - Google Patents
Verfahren zur herstellung einer elektrodenoberflaeche auf einem metallsubstratInfo
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Description
Bei dem Verfahren zur Herstellung von Chlor- und Alkalihydroxid, wie Kaliumhydroxid oder Natriumhydroxid, durch
Elektrolyse einer Alkalichloridsole, wie einer wässrigen Lösung von Kaliumchlorid oder von Natriumchlorid, wird
die Alkalichloridlösung in die Zelle eingeführt; es wird eine Spannung an die Zelle angelegt, an der Anode wird
Chlor entwickelt, in dem mit der Kathode in Kontakt befindlichen Elektrolyten wird Alkalihydroxid gebildet und
an der Kathode entwickelt sich Wasserstoff. Die Gesamtreaktion entspricht der Formel:
(1) 2C1~ » Cl2 + 2e~ .
Die gesamte Kathodenreaktion ist:
(2) 2H2O + 2e~ ) H2 + 2OH" .
Nach der Literatur soll die Kathodenreaktion wie folgt sein:
(3) H2O + e" * Hads + OH" .
Bei dieser Reaktion wird monoatomarer Wasserstoff an der Oberfläche der Kathode adsorbiert. In basischen Medien, wie^
sie in dem Katholyten einer elektrolytischen Chloralkalizelle mit einem Diaphragma auftreten, soll der gemäß Reaktion (3)
adsorbierte Wasserstoff nach einem der beiden folgenden Vorgänge desorbiert werden:
(4) 2Hads » H2
Hads + H2° + e
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Es wird berichtet, daß die Desorptionstufe, d.h. die
Reaktion (4) oder (5) die Wasserstoffüberspannung kontrolliert. D.h., sie die Stufe ist, die die Geschwindigkeit kontrolliert,
und daß ihre Aktivierungsenergie mit der kathodischen Wasserstoffüberspannung in Beziehung steht. Das Wasserstoffentwicklung
spotential für die gesamte Kathodenreaktion (2) ist von der Größenordnung von etwa 1,5 bis etwa 1,6 Volt gegen
eine gesättigte Calomel-Elektrode (LKE) auf Eisen in basischen Medien.
Aufgabe der Erfindung ist es eine Elektrode zur Verfügung zu stellen, mit deren Hilfe die Wasserstoffüberspannung wesentlich
gesenkt wird.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst"durch ein Verfahren
zur Herstellung einer Elektrodenoberfläche auf einem Metallsubstrat, daß dadurch gekennzeichnet ist, daß man
(a) Eisen und Nickel auf dem Substrat abscheidet und eine Eisen-Nickeloberfläche bildet und
(b) das Eisen von dieser Oberfläche auslaugt und eine poröse Oberfläche bildet. Durch Verwendung einer Elektrode mit einer
derartigen Elektrodenoberfläche als Kathode gelingt es die Wasserstoffüberspannung um etwa o,315 bis etwa o,355 Volt zu
senken.
Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, die folgendes zeigen, näher erläutert:
Figur 1 ist eine 65oo-fache Vergrößerung einer Ansicht mit Hilfe eines abtastenden Elektronenmikroskops einer nach dem
Verfahren der Erfindung abgeschiedenen, nicht-ausgelaugten Oberfläche.
Figur 2 ist eine 12.5oo-fache Vergrößerung einer Ansicht mit
Hilfe eines abtastenden Elektronenmikroskops einer nach dem
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Verfahren gemäß der Erfindung abgeschiedenen,nicht-ausgelaugten
Oberfläche.
Figur 3 ist eine 65oo-fache Vergrößerung mit Hilfe eines abtastenden Elektronenmikroskops von einer nach dem Verfahren
der Erfindung abgeschiedenen und ausgelaugten kathodischen Oberfläche.
Figur 4 ist eine 12.500-fache Vergrößerung mit Hilfe eines abtastenden Elektronenmikroskops einer nach dem Verfahren
der Erfindung abgeschiedenen und ausgelaugten kathodischen Oberfläche.
Die Elektrode mit dem nach dem Verfahren der Erfindung hergestellten
Oberfläche eignet sich für das Elektrolysieren von wässrigen Alkalichloridsolen, wie Solen von Natriumchlorid
und Kaliumchlorid, indem ein elektrischer Strom durch die Sole geleitet wird, wobei Chlor an einer Anode
und Wasserstoff an einer Kathode gebildet werden. Die nach dem Verfahren der Erfindung hergestellte Kathode besitzt
eine poröse Nickeloberfläche, die durch gemeinsame Abscheidung von Eisen und Nickel und anschließende chemische Entfernung
des Eisens aus dieser Abscheidung hergestellt worden ist.
Die nach dem Verfahren der Erfindung hergestellte Elektrode kann in einer elektrolytischen Zelle verwendet werden, die
eine Anode, eine Kathode und äußere Einrichtungen zum Anlegen einer elektrischen Spannung zwischen der Anode und der Kathode
besitzt. Diese elektrolytische Zelle besitzt eine Kathode mit einer Oberfläche aus porösem Nickel darauf, wobei diese Oberfläche
erhalten wurde durch gemeinsame Abscheidung von Eisen und Nickel und nachherige chemische Entfernung des Eisens aus
dieser Abscheidung.
Die nach dem Verfahren der Erfindung erhaltine Elektrode
mit der porösen Nickeloberfläche eignet sich für eine elektrolytiscie
Zelle mit einer Trenneinrichtung zwischen dem Anolyt- und dem Katholytraum. Die Trenneinrichtung kann ein Diaphragma
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sein, daß für den Elektrolyten durchlässig ist, z.B. ein Asbestdiaphragma oder ein mit Harz behandeltes Asbestdiaphragma
oder eine mikroporöse synthetische Trenneinrichtung. Alternativ kann die Trenneinrichtung eine permionische Membran
sein, die im wesentlichen für den Durchgang des Elektrolyten undurchlässig ist, aber den Durchgang der Ionen ermöglicht.
Permeable Diaphragmen lassen die Perkolierung der Anolytflüssigkeit durch das Diaphragma zu.
Alternativ kann eine permselective Membran verwendet werden,
d.h. eine permionische Membran, die zwischen der Anolytflüssigkeit und Katholytflüssigkeit angeordnet ist. Die permselective
Membran kann ein halogenierter Kohlenstoff sein, z.B. ein Fluorkohlenstoff mit an ihm hängenden Säuregruppen,
wie Sulfonylgruppen, Sulfcnamidgruppen, Carboxylgruppen,
Phosphorsäuregruppen und Phosphonsäuregruppen.
Wenn entweder ein für den Elektrolyten durchlässiges Diaphragma
oder eine permionische Membran zwischen der Anolytflüssigkeit und der Katholytflüssigkeit verwendet wird, hat die Kathodenreaktion
ein elektrisches Potential von etwa 1,1 Volt und verläuft entsprechend der Gleichung
H2O + 2e~ >
H2 + 2OH"
die die Gesamtreaktion für die Adsorptionstufe: H2O + e" * Hads + OH"
und eine der beiden nachstehenden alternativen Wasserstoffdesorptionsstufen
ist:
2Hads » H2
Hads + H2 + e~ >
H2 + OH" .
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Durch das Verfahren nach der Erfindung wird eine Kathode mit einer verringerten Wasserstoffüberspannung zur Verfügung
gestellt. Die Kathode besitzt ein metallisches Substrat mit einem Überzug, der poröses Nickel enthält, das durch gemeinsame
Abscheidung von Eisen und Nickel und durch Entfernung des Eisens aus dieser Abscheidung erhalten wurde.
Es wird angenommen, daß das Nickel der kathodischen Oberfläche entweder einei. Nickellegierung oder eine Nickel-Phosphorverbindung,
sie Nickelphosphid, ist. Wenn deshalbtei der vorliegenden
Erfindung von einem Nickelüberzug oder einer Nickeloberfläche die Rede ist, so schließen diese Bezeichnungen auch
einen Nickelüberzug oder eine Nickeloberfläche ein, die Phosphor enthält.
Das Substrat der Elektrode ist ein elektrisch leitendes Substrat und besteht typischerweise aus Eisen. Unter Eisen werden hier
außer elementarem Eisen Eisenlegierungen, wie Stahl und Legierungen des Eisens mit Mangan, Kobalt, Nickel, Chrom, Molybdän,
Vanadin, Kohlenstoff und ähnlichen Elementen verstanden.
Das Substrat ist makroskopisch durchlässig für den Elektrolyten, aber mikroskopisch undurchlässig dafür. D.h., daß das Substrat
für die Strömung des Elektrolyten zwischen seinen einzelnen Elementen, wie einzelnen Stäben oder Drähten oder Perforationen,
durchlässig ist, aber nicht durchlässig ist für die Strömung oder den Fluß des Elektrolyten in und durch die einzelnen Elemente.
Die Kathode kann auch aus einer perforierten Platte, expandierten Metallmaschen oder Metallstäben bestehen.
Die elektrodische Oberfläche der Kathode besitzt eine Wasserstoff überspannung von etwa o,o4 bis etwa 0,06 Volt bei einer
Stromdichte von etwa 19oAmpere pro 929 cm^ .
Die elektrodische Oberfläche ist eine poröse Nickeloberfläche,
die in der Regel eine Porosität von etwa o,2o bis etwa o,5o
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besitzt, wobei die Porosität des Gesamtvolumens abzüglich
des durch das Metall eingenommenen Volumens, geteilt durch das Gesamtvolumen, ist. Die püröse Metalloberfläche besteht
vorliegend aus Nickel. Darunter wird verstanden, daß die Merkmale für die Überspannung der Oberfläche in erster Linie diejenigen
von Nickel und nicht diejenigen von Eisen sind. Die genauen Mengen an Nickel und Eisen sind nicht bekannt, doch
wird angenommen, daß der Hauptanteil des in den Poren und Zwischenräumen exponierten Metalls aus Nickel besteht.
Bei der Erfindung wird die poröse Nickeloberfläche, d.h. die
Oberfläche die außer Nickel auch Phosphor enthalten kann, durch gemeinsame Abscheidung von Nickel, Eisen und ggf. Phosphor
und anschließende chemische Entfernung des Eisens erhalten. Das Nickel und das Eisen können durch zwei alternative Arbeitsweisen
gemeinsam abgeschieden werden. Bei einer Ausführungsform wird eine phosphorhaltige Nickeloberfläche stromlos auf
dem Substrat abgeschieden und anschließend wird Nickel, Phosphor und Eisen stromlos abgeschieden. Bei einer alternativen Ausführungsform
werden Nickel, Phosphor und Eisen stromlos gemeinsam direkt auf der Oberfläche des Substrats abgeschieden.
Es wird angenommen, daß die anfängliche Abscheidung von Nickel und Phosphor mit anschließender gemeinsamer Abscheidung von
Nickel, Phosphor und Eisen zu einem fester haftenden Überzug auf dem Substrat führt.
Das Nickel und das Eisen können elektrolytisch gemeinsam abgeschieden
werden, z.B. aus einer wässrigen Lösung, indem man elektrischen Strom durch die Lösung schickt und daß zu verwendende
Substrat als Kathode benutzt. Alternativ kann man eine durch gemeinsame Abscheidung erzeugte Oberfläche durch thermische
Zersetzung von metallorganischen Verbindungen erhalten, die sich auf ein Substrat auftragen und danach unter Bildung eines Metalls
zersetzen lassen. Nach einer bevorzugten Ausführungsform
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-1ο-
der Erfindung wird eine stromlose Abscheidung, z.B. aus einer Hypophosphitlösung verwendet.
Für die stromlose Abscheidung aus einer Hypophosphitlösung ist es zweckmäßig, daß das Plattierungsbad ein Nickelsalz,
ein Kobaltsalz, ein Hypophosphitreduktionsmitfel, eine komplexbildende Säure und einen Puffer enthält, wenn eine Nickeloberfläche
zuerst abgeschieden wird und danach Eisen und Nickel gemeinsam abgeschieden werden. Der Puffer und das komplexbildende
Mittel können die gleiche Säure sein, z.B. eine organische Säure, oder ein Salz, z.B. ein Salz einer organischen
Säure.
Das vorstehende Plattierungsbad wird typischerweise bei einem pH von etwa 5 bis 6 gehalten. Dies ist für die Abscheidung von
Nickel besonders wünschenswert. Die Säurekomponente des Plattierungsbades kann Citronensäure, Glukonsäure, Weinsäure,
Milchsäure oder Glykolsäure oder ein Salz dieser Säuren mit einem Alkali sein, wie Natrium oder Kalium. Besonders bevorzugt
ist Citronensäure und ihre Salze, wie Natriumeitrat und Kaliumeitrat. Das Kobalt ist in dem Bad vorhanden, um die Abscheidung
des Nickels zu fördern. Typischerweise liegt es in einer niedrigen Konzentration vor, wie z.B. etwa o,oo1 bis
etwa o,oo2 Ge\i% des Plattierungsbades und etwa 3 bis etwa 5
Gew?6 der gesamten Metalle, obwohl auch höhere oder auch niedrigere
Konzentrationen benutzt werden können. Als Reduktionsmittel wird in der Regel Hypophosphit, z.B. Alkalihypohosphit, oder eine
reduzierende Säure wie HPO2 verwendet. Der Puffer ist typischerweise
ein Borat, z.B. Natriumborat, Kaliumborat oder Borsäure. Ein besonders vorteilhaftes Bad ist in der folgenden Tabelle I
angegeben.
Zusammensetzung eines stromlosen Plattierungsbades vor der Zugabe von Eisen
Nickelsais als Nickel-II-chlorid
oder Nickel-II-sulfat 15 g/Liter
Kobalt salz als Kobalt-II-chlorid
oder Kobalt-II-sulfat ο.5 g/Liter
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Puffer und Komplexbildner als
Natriumcitrat 5o g/Liter
Puffer als Borsäure oder Natriumborat 3 g/Liter
Reduktionsmittel als Natrium-
hypophosphit 1o g/Liter
Nach einer anfänglichen Abscheidung des Nickels wird der Plattierungslösung Eisen zugesetzt, z.B. in Form von Eisenchlorid,
Eisensulfat., Eisenkarbonat, Eisencitrat oder Eisenglukonat. Der Eisengehalt liegt typischerweise bei etwa 3
bis etwa 11 g/Liter und das Eisen wird in der Regel in Gegenwart einer Säure wie Citronensäure zugegeben. Die Menge des
Eisens sollte ausreichend sein, um ein Nickel zu Eisenverhältnis von etwa 3:1 bis 1:1 zu erhalten. Das pH sollte bevorzugt
bei etwa 8 bis etwa 1o und besonders bevorzugt bei etwa 8,5 bis etwa 9»5 liegen. Die Plattierungsgeschwindigkeit nimmt
als Funktion des Hypophosphitgehaltes von etwa 1 bis etwa 2o
g/Liter Hypophosphit zu. Danach nimmt die Plattierungsgeschwindigkeit weniger rasch mit zunehmender Hypophosphitkonzentration
zu. Das Eisen zu Nickelverhältnis in der Plattierung ist aber besonders empfindlich gegenüber der Hypophosphitkonzentration.
Bei Natriumhypophosphit-Konzentrationen von weniger als etwa 1o g/Liter, ist das Verhältnis von abgeschiedenem Eisen zu abgeschiedenen
Metallen, geteilt durch das Verhältnis von Eisen in dem Bad zu den gesamten Metallen in dem Bad, größer als etwa
1, z.B. so groß wie 2, wogegen bei oberhalb etwa 1o g/Liter das Verhältnis sich etwa 1 nähert.
Das pH des eisenhaltigen Bades liegt in der Regel bei etwa 8,ο
bis etwa 1o, bevorzugt bei etwa 8,5 bis 9,5.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden Nickel und Phosphor zuerst stromlos auf dem Substrat abgeschieden,
wodurch eine bessere Haftung während längerer Zeiträume der Elektrolyse erzielt wird. Diese stromlose Abscheidung wird bei
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einem sauren pH von etwa 5 bis etwa 6 und einer Temperatur von etwa 85 bis etwa 950C durchgeführt, wobei ein Überzug
von etwa 5 bis etwa 4o Mikron bei einer Geschwindigkeit von etwa 3 bis etwa 5 Mikron pro Stunde abgeschieden wird. Nachdem
die gewünschte Dicke des Nickels abgeschieden worden ist, wird dem Bad Eisen beigefügt, so daß ein Verhältnis von Nickel zu
Eisen v~n etwa 3:1 bis etwa 1:1 erreicht wird. Dann wird Säure in das Bad eingebracht, um das pH bevorzugt auf etwa 8 bis etwa
1o einzustellen. Nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das pH auf 8,5 bis 9»5 eingestellt. Es
werden dann Eisen und Nickel gemeinsam mit einer Geschwindigkeit von etwa 1,5 bis 2 Mikron pro Stunde abgeschieden, wobei
ein Überzug mit einer Dicke von etwa 4 bis etwa 6 Mikron hergestellt wird.
Nach der stromlosen Abscheidung von Nickel und Phosphor und der gemeinsamen Abscheidung von Nickel, Phosphor und Eisen, aber
vor dem Auslaugen des Eisens hat die Kathode eine Oberfläche, mit glatten kugelförmigen Abscheidungen, wie sie in den Figuren
1 und 2 dargestellt sind. Der Überzug hat eine Dicke von etwa 9 bis etwa 46 Mikron und enthält Eisen und Nickel mit geringen
Mengen an Kobalt und Phosphor.
Danach wird das Eisen aus der abgeschiedenen Oberfläche ausgeschieden,
wodurch man eine poröse Oberfläche erhält. Diese Oberfläche wird in den Figuren 3 und 4 gezeigt. Das Eisen wird
typischerweise durch Behandlung der Oberfläche mit einem Auslaugungsmittel
entfernt. Dazu kann man die Elektrode in das Auslaugungsmittel wie eine starke Säure oder ein stark alkalisches
Mittel eintauchen, um eine ausreichende Menge an Eisen auszulaugen, so daß eine poröse, nickelreiche Oberfläche entsteht.
Die Menge des entfernten Eisens ist nicht kritisch, solange eine ausreichende Menge des Eisens entfernt wird, um eine elektrokatalytische
Oberfläche zu erhalten, die gegenüber Reagenzien wie eine poröse Nickeloberfläche reagiert.
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Bevorzugt ist der Eisengehalt in der ausgelaugten Oberfläche genügend niedrig, um eine zusätzliche Auslaugung des Eisens
in stark alkalischen Kaitolytflüssigkeiten, wie sie in permionischen
Zellen auftreten, zu vermeiden. Es wird angenommen, daß ein nachträgliches Auslaugen von Eisen durch die alkalischen Katolytflüssigkeiten
einen nachteiligen Effekt auf die permionischen Membrane hat.
Die nicht ausgelaugte Oberfläche in den Figuren 1 und 2 hat z.B. einen Eisengehalt von 22 Gew% und einen Phosphorgehalt von
4 Gew%. Die ausgelaugte Oberfläche in den Figuren 3 und 4 hat einen Eisengehalt von 3 Gev$ und einen Phosphorgehalt von 6 Gewjs.
Das Auslaugungsmittel ist eine starke Säure oder ein starkes
Alkali, daß Eisen auflöst, aber Nickel im wesentlichen nicht verändert. Geeignete starke Säuren sind Essigsäure, halogenierte
Essigsäure, Chlorwasserstoffsäure, Fluorwasserstoffsäure, Salpetersäure,
Schv/efelsäure, schweflige Säure und Königswasser.
Bevorzugt sind die Mineralsäuren und unter ihnen insbesondere 1-n Chlorwasserstoffsäure. Geeignete starke Alkalien sind Alkalihydroxide,
wie Kaliumhydroxid und Natriumhydroxid.
Die Kathode wird in ein Auslaugungsmittel über einen ausreichenden
Zeitraum eingetaucht, um eine poröse Nickeloberfläche zu erhalten. Man kann die minimale Zeit, die erforderlich ist, um
eine Kathode für eine Diaphragmazelle oder eine mikroporöse Diaphragmazelle geeignet zu sein, dadurch bestimmen, daß man das
Elektrodenpotential an der Oberfläche mißt und die Oberfläche aus dem Auslaugungsmittel entfernt, wenn das Potential der
Elektrodenoberfläche niedriger als o,238 Volt gegen eine Silber-Silberchloridelektrode
ist. Im allgemeinen sollte die Menge des entfernten Eisens ausreichend sein, um eine Kathodenspannung von
etwa o,24 bis etwa o,238 Volt zu ergeben. Für die Verwendung in elektrolytischen Zellen mit einer permionischen Membran sollte
die Elektrode für einen längeren Zeitraum ausgelaugt werden, um ein nachträgliches Auslaugen des Eisens durch konzentrierte alkalische
Katholytlösungen zu vermeiden.
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Die Erfindung wird in den folgenden Beispielen noch näher erläutert.
Es wurde eine Kathode hergestellt, indem Nickel und Phosphor auf einem Schirm aus weichem Stahl abgeschieden und danach
Eisen, Phosphor und Nickel auf dem Nickel gemeinsam abgeschieden wurden. Dann wurde aus dem Überzug das abgeschiedene
Eisen mit Salzsäure ausgelaugt. Die Kathode wurde dann in einer elektrolytischen Zelle mit einem synthetischen mikroporösen
Diaphragma geprüft.
Eine gebrauchte Kathode aus einem weichen Stahlschirm wurde durch Eintauchen in 6-n Salzsäure gereinigt und wurde dann gebürstet,
um Rost zu entfernen. Der Stahlschirm hatte die Maße 12,5 cm χ 17,5 cm mit 1,6 mm Maschen im Abstand von o,8 mm
Es wurde ein stromloses Plattierungsbad von folgender Zusammensetzung
hergestellt :
Anfang - Plattierungslosung Komponente Formel g g/Liter
Nickeleitrat | Na3C6H5O7.2H2O | 12oo | 5o |
Nickel-II-chlorid | NiCl2·6Η20 | 360 | 15 |
Kobalt-II-chlorid | CoCl2'6H2O | 12 | o,5 |
Natriumhypophosphit | NaH2PO2-H2O | 24o | 1o |
Natriumborat | Na2B^O7·1OH2O | 72 | 3 |
Wasser - zur Ergänzung | auf 24 Liter. |
Die Plattierung wurde bei einem pH von 8,12 aufgenommen. Das pH wurde dann auf 6,1o bis 6,2o eingestellt. Nach einer
Plattierung von etwa 3 Stunden wurden 12o g (5g/Liter)
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zu der Lösung gegeben. Das pH fiel dadurch auf 5,87 . Es wurde dann Natriumkarbonat hinzugefügt,um das pH
auf 6,0 einzustellen. Danach wurden 12oo g (5og/Liter) Natriumcitrat zur Pufferung der Lösung zugegeben, das pH wurde durch Zugabe
von Na£C03 auf 8,3 eingestellt und es wurden 2oo g (8,i6g/Liter)
FeS04*7H20 hinzugegeben. Das pH wurde auf 9,1 eingestellt. Die
Kathode wurde dann in das Bad für 2 Stunden und 5o Minuten gegeben, dann wurde sie entfernt und in eine 6-n HCl für 1o
Sekunden gegeben. Das pH der Lösung wurde auf 8,9 eingestellt. Die Kathode wurde erneut in die stromlose PlattBrungslösung für
2 Stunden und 25 Minuten gegeben. Dann wurde die Kathode aus der stromlosen Plattierungslösung entfernt und sechsmal in
6-n HCl für 1 Stunde gegeben.
Die Kathode wurde dann in einer elektrolytischen Laboratoriumszelle
mit einer Titananode, die mit Rutheniumdioxid-Titandioxid beschichtet war, angeordnet. Die Anode wurde in einem Abstand
von 25 mm von der Kathode angeordnet, wobei ein mikroporöses Diaphragma (NAFIO © 715 von DuPont) dazwischen angeordnet war.
Die Elektrolyse wurde bei einer Stromdichte von 19o Ampeie pro
929 cm2 aufgenommen und 14 Tage durchgeführt. Das Kathodenpotential
betrug 1,15 bis 1,17 Volt an der Stirnfläche der Kathode und 1,12 bis 1,14 Volt an der rückwärtigen Fläche der Kathode.
Es wurde eine Kathode hergestellt, indem Nickel auf einem Coupon mit den Maßen 2,5 cm χ 1,25 cm χ 1,6 mm abgeschieden
wurde und danach Eisen und Nickel gemeinsam auf das Nickel abgeschieden wurden. Dann wurde das Eisen aus dem Überzug mit Chlorwasser
stoff säure herausgelöst.
Es wurde ein stromloses Plattierungsbad folgender Zusammensetzung hergestellt;
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Tabelle III
Plattierungslö sung
Plattierungslö sung
Komponente | Formel | g/Liter |
Natriumeitrat | Na3CgH5O7*2H2O | 5o,o |
Nickel-II-chlorid | NiCl2*6H2O | 15,o |
Kobalt-II-chlorid | CoCl2*6H2O | o,5 |
Natriumhypophosphit | NaH2PO2-H2O | 1o,o |
Natriumborat | Na2B4O7-IOH2O | 3,o |
Wasser | zur Ergänzung |
Das pH des Bades wurde auf 6,7 eingestellt und der Coupon wurde in das Bad gegeben und 2 Stunden und 15 Minuten plattiert. Dann
wurden 5 g/Liter FeSO^.7H2O zu der Plattierungslösung gegeben
und die Plattierung wurde für 2 Stunden und 45 Minuten fortgesetzt.
Die Plattierungslösung wurde dann durch Zugabe von 8,3 g/Liter
FeSO^*10H2O verstärkt und die Plattierung wurde für 4 Stunden
fortgesetzt.
Der Coupon wurde dann aus der Plattierungslösung entfernt und in eine wässrige Chlorwasserstoffsäure eingetaucht. Sobald die
Gasentwicklung nachließ wurde der Coupon entfernt und als Kathode geprüft. Er hatte ein Kathodenpotential von 1,15 Volt
gegenüber einer Silber-Silberchlorid-Bezugselektrode.
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.Al-Leerseite
Claims (1)
- Dr. Michael Hann (1238) H / ZPatentanwalt 0Q0Q707Ludwigstrasse 67
GiessenPPG Industries, Inc., Pittsburgh, Pa., USAVERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINER ELEKTRODENOBERFLÄCHE AUF EINEM METALLSUBSTRATPriorität: 24. Juli 1978 , USA , Serial No. 927Patentansprüche:1. Verfahren zur Herstellung einer Elektrodenoberfläche auf einem Metallsubstrat,dadurch gekennzeichnet, daß man(a) Eisen und Nickel auf dem Substrat abscheidet und eine Eisen-Nickeloberfläche bildet und(b) das Eisen aus dieser Oberfläche auslaugt und eine poröse Oberfläche bildet.2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß man die Eisen-Nickeloberfläche aus einem stromlosen Plattierungsbad abscheidet.3. Verfahren nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß das stromlose Plattierungsbad ein Hypophosphit« bad ist.909885/09274. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Eisen-Nickeloberfläche aus dem Hypophosphit-PlattJerungsbad ohne Anwendung von Strom abgeschieden wird, bis die Oberfläche dicker als 5 Mikron ist.5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das Eisen aus der Oberfläche auslaugt und das Nickel im wesentlichen zurückläßt.6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zum Auslaugen eine Mineralsäure verwendet wird.7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Mineralsäure Chlorwasserstoffsäure ist.8. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß man beim Auslaugen das Potential der Eisen-Nickeloberfläche mißt und das Auslaugungsmittel mit der Oberfläche in Berührung hält, bis sich das kathodische Elektrodenpotential bei 2,38 Volt gegenüber einer Silber-Silberchlorid-Elektrode stabilisiert hat.9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man zuerst Nickel auf dem Substrat unter Bildung eines Nickelfilms abscheidet und danach Eisen und Nickel gemeinsam auf diesem Nickelfilm abscheidet.1o. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichne t, daß man den Nickelfilm aus einem stromlosen Plattierungsbad abscheidet.909885/092?11. Verfahren nach Anspruch 1 ο, dadurch gekennzeichnet, daß das stromlose Plattierungsbad ein Hypophosphitbad ist.12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Nickelfilm aus dem stromlosen Hypophosphitbad abgeschieden wird, bis er eine Dicke von mindestens 5 Mikron erreicht hat.Θ09885/092?
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