DE3018563C2 - Korrosionsfeste Elektroden für die Elektrolyse wässriger Lösungen von Alkalihalogeniden - Google Patents

Korrosionsfeste Elektroden für die Elektrolyse wässriger Lösungen von Alkalihalogeniden

Info

Publication number
DE3018563C2
DE3018563C2 DE3018563A DE3018563A DE3018563C2 DE 3018563 C2 DE3018563 C2 DE 3018563C2 DE 3018563 A DE3018563 A DE 3018563A DE 3018563 A DE3018563 A DE 3018563A DE 3018563 C2 DE3018563 C2 DE 3018563C2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
alloys
electrolysis
corrosion
electrodes
alloy
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Expired
Application number
DE3018563A
Other languages
English (en)
Other versions
DE3018563A1 (de
Inventor
Katsuhiko Sendai Miyagi Asami
Motoi Hara
Koji Izumi Hashimoto
Tsuyoshi Masumoto
Kazutaka Hohfu Yamaguchi Sakiyama
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tosoh Corp
Original Assignee
Toyo Soda Manufacturing Co Ltd
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 Toyo Soda Manufacturing Co Ltd filed Critical Toyo Soda Manufacturing Co Ltd
Publication of DE3018563A1 publication Critical patent/DE3018563A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE3018563C2 publication Critical patent/DE3018563C2/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C45/00Amorphous alloys
    • C22C45/003Amorphous alloys with one or more of the noble metals as major constituent

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Electrodes For Compound Or Non-Metal Manufacture (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Electrolytic Production Of Metals (AREA)
  • Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
  • Silicon Compounds (AREA)
  • Contacts (AREA)
  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)

Description

a) 10 bis 40 Atom-% Phosphor und/oder Silizium und
b) 90 bis 60 Atom-% von mindestens zweien der Elemente Palladium, Rhodium und Platin besteht, wobei bis zu 25 Atom-%, bezogen auf die Gesamtlegierung, durch Titan, Zirkonium, Niob und/oder Tantal ersetzt sind.
3. Elektrode für die Elektrolyse wäßriger Lösungen von Alkalihalogenide^ dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einer glasartigen Legierung aus
a) 10 bis 40 Atom-% Phosphor und/oder Silizium und
b) 90 bis 60 Atom-% Palladium, Rhodium und/oder Platin besteht, wobei c) bis zu 80 Atom-%, bezogen auf die Gesamtlegierung, durch Iridium und/oder Ruthenium ersetzt sind, mit der Maßgabe, daß a) und b) jeweils mindestens 10 Atom-% betragen.
4. Elektrode für die Elektrolyse wäßriger Lösungen von Alkalihalogenide!!, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einer glasartigen Legierung aus
a) 10 bis 40 Atom-% Phosphor und/oder Silizium und
b) 90 bis 60 Atom-% Palladium, Rhodium und/oder Platin besteht, wobei c) bis zu 80 Atom-%, bezogen auf die Gesamtlegierung, durch Iridium und/oder Ruthenium und bis zu 25 Atom-%, bezogen auf die Gesamtlegierung, durch Titan, Zirkonium, Niob und/oder Tantal ersetzt sind, mit der Maßgabe, daß a) und b) jeweils mindestens 10 Atom-% betragen.
Die Erfindung betrifft korrosionsfeste Elektroden für die Elektrolyse wäßriger Lösungen von Alkalihalogeniden.
Es ist bekannt. Elektroden aus korrosionsfesten Metallen für die Alkalihalogenid-Elektrolyse zu verwenden, z. B. Elektroden aus Titan, welche mit Edelmetallen beschichtet sind. Wenn man jedoch solche Elektroden als Anode bei der Elektrolyse einer wäßrigen Lösung von Natriumchlorid verwendet, so kommt es zu einer drastischen Korrosion der Edelmetallbeschichtung, und in einigen Fällen kommt es zur Ablösung der Beschichtung vom Titansubstrat. Es ist daher schwierig, diese Elektroden bei industriellen Verfahren einzusetzen.
Andererseits werden in modernen Chlor-Alkali-Anlagen zusammengesetzte Oxidelektroden verwendet. Diese bestehen aus einem Substrat aus einem korrosionsfesten Metall. Dieses ist mit zusammengesetzten Oxiden,
z. B. Rutheniumoxid und Titanoxid, beschichtet. Wenn diese Elektroden als Anode bei der Elektrolyse von Natriumchloridlösungen geschaltet werden, so zeigen sie eine Reihe von Nachteilen. Die Beschichtung mit den zusammengesetzten Oxiden wird in einigen Fällen vom Metallsubstrat abgelöst, und das erzeugte Chlorgas ist durch relativ große Mengen Sauerstoff verunreinigt. Ferner ist die Korrosionsfestigkeit der Elektroden nicht
so ausreichend hoch. Dies gilt insbesondere bei niedrigen pH-Werten.
Es wurden auch bereits Edelmetall-Legierungen als Elektrodenmaterial vorgeschlagen. Diese Legierungen liegen im festen Zustand in kristalliner Form vor, und ihre Festigkeitseigenschaften unterscheiden sich nicht wesentlich von den oben erwähnten Elektroden aus korrosionsfesten Metallen.
Andererseits ist es bekannt, daß sich einige Legierungen mit speziellen Zusammensetzungen durch rasches Abkühlen aus dem flüssigen Zustand zu einer amorphen Struktur verfestigen. Derartige »amorphe Legierungen« werden auch als »metallische Gläser« oder »glasartige Legierungen« bezeichnet. Legierungen mit amorpher, d. h. glasartiger Struktur zeigen im Vergleich zu üblichen, kristallinen Legierungen eine äußerst hohe mechanische Festigkeit. Darüber hinaus kann bei bestimmten Zusammensetzungen der glasartigen Legierungen eine hohe Korrosionsfestigkeit verwirklicht werden.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Elektroden für die Elektrolyse wäßriger Lösungen von Alkalihalogeniden zur Verfügung zu stellen, welche sich durch eine äußerst hohe Korrosionsfestigkeit und mechanische Festigkeit sowie durch eine ausgezeichnete katalytisch^ Aktivität für die elektrochemischen Reaktionen auszeichnen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Elektrode aus einer glasartigen Legierung besteht, welche eine der im folgenden angegebenen Zusammensetzungen 1 bis 4 aufweist:
1. Glasartige Legierung, bestehend aus
a) 10 bis 40 Atom-% Phosphor und/oder Silizium und
b) 90 bis 60 Atom-% von mindestens zweien der Elemente Palladium, Rhodium und Platin;
2. Glasartige Legierung, bestehend aus
a) IC bis 40 Atom-% Phosphor und/oder Silizium und
b) 90 bis 60 Atom-% von mindestens zweien der Elemente Palladium, Rhodium und Platin, wobei bis zu 25 Atom-%, bezogen auf die Gesamtlegierung, durch Titan, Zirkonium, Niob und/oder Tantal ersetzt sind;
3. Glasartige Legierung, bestehend aus
a) 10 bis 40 Atom-% Phosphor und/oder Silizium und '
b) 90 bis 60 Atom-% Palladium, Rhodium und/oder Platin, wobei c) bis zu 80 Atom-%. bezogen auf die Gesamtlegierung, durch Iridium und/oder Rhutenium ersetzt sind, mit der Maßgabe, daß a) und b) jeweils mindestens 10 Atom-% betragen;
4. Glasartige Legierung, bestehend aus |D
a) 10 bis 40 Atom-% Phosphor und/oder Silizium und
b) 90 bis 60 Atom-% Palladium, Rhodium und/oder Platin, wobei c) bis zu 80 Atom-%. bezogen auf die Gesamtlegierung, durch Iridium und/oder Rhutenium und bis zu 25 Atom-%. bezogen auf die Gesamtlegierung, durch Titan, Zirkonium, Niob und/oder Tantal ersetzt sind, mit der Maßgabe, daß a) und b) jeweik mindestens 10 Atom-% betragen.
Die glasartigen Legierungen können durch rasches Abkühlen von geschmolzenen Legierungen mit den obengenannten Zusammensetzungen hergestellt werden. Bei dem Elektrodenmaterial handelt es sich um einphasige Legierungen, in denen die einzelnen Elemente gleichförmig verteilt sind. Demgegenüber haben normale kristalline Legierungen eine Vielzahl von Gitterdefekten, welche als aktive Oberflächenstellen der Korrosion zugänglich sind. Kristalline Metalle, Legierungen oder sogar Edelmetalle besitzen daher beispielsweise unter den aggressiven Umgebungsbedingungen einer Anode bei der Elektrolyse von Matriumchloridlösut.gen keine ausreichend hohe Korrosionsfestigkeit.
Andererseits zeigen die glasartigen Legierungen eine hohe Reaktivität, was zur raschen Ausbildung eines schützenden Oberflächenfilms führt. Die chemisch-homogene Einphasen-Natur der Legierungen führt zur Ausbildung eines gleichmäßigen Oberflächenfilms ohne schwache Stellen, welche der Korrosion zugänglich sind. Die erfindungsgemäßen Elektroden werden daher sofort von einem gleichförmigen, passiven Schutzfilm mit einer Dicke von 1 bis 5 r.m bedeckt, wodurch die Korrosionsfestigkeit stark erhöht wird. Der passive Film besteht in der Haupisache aus hydratisiertem Edelmetall-Oxyhydroxid. Dieser Film verleiht den Elektroden darüber hinaus eine ausgezeichneti katalytische Aktivität für die elektrochemischen Reaktionen, insbesondere für die Entwicklung von Halogengasen. Die Elektroden weisen somit gleichzeitig eine äußerst hohe Korrosionsfestigkeit und ausgezeichnete Charakteristika hinsichtlich der Gasentwicklung auf. Die Elektroden haben eine lange Lebensdauer, und es können beträchtliche Energiemengen eingespart werden.
Im folgenden soll die glasartige Legierung näher erläutert werden. Energiesparende Elektroden mit langer Lebensdauer sollten bei den elektrolytischen Reaktionen eine hohe katalytische Aktivität aufweisen, z. B. eine hohe Aktivität hinsichtlich der Gasentwicklung im Verein mit einer hohen Korrosionsfestigkeit und einer hohen mechanischen Festigkeit unter elektrolytischen Bedingungen. Zur Erzielung einer hohen Korrosionsfestigkeit und ausgezeichneter mechanischer Eigenschaften der Legierung ist es wesentlich, dieser eine glasartige Struktur zu verleihen. Die Legierungen mit den genannten, speziellen Zusammensetzungen können eine derartige Struktur annehmen. Außerdem erfüllen sie die dem erfindungsgemäßen Zweck entsprechenden Erfordernisse. Sie zeigen eine extrem hohe Korrosionsfestigkeit und ausgezeichnete katalytische Aktivität bei elektrochemischen Reaktionen.
Typische Zusammensetzungen sind in Tabelle 1 angegeben.
Die glasartigen Legierungen zeigen ausgezeichnete Charakteristika im Ve-gieich zu zusammengesetzten Oxiden, wie Rutheniumoxid-Titanoxid, auf korrosionsfestes Metall (JA-PS 20 440/1977).
Wenn z. B. die Legierungen als Elektroden für die Elektrolyse von wäßrigen Natriumchloridlösungen verwendet werden, so ist die Korrosionsgeschwindigkeit bei der glasartigen Legierung um mehrere Größenordnungen niedriger als bei herkömmlichen zusammengesetzten OxideleKtroden. Die Überspannung für die Chlorentwicklung an den glasartigen Legierungen ist im wesentlichen gleich oder niedriger als bei den herkömmlichen zusammengesetzten Oxidelektroden. Darüber hinaus beträgt der Sauerstoffgehalt in dem Chlorgas, welches an den glasartigen Legierungen entwickelt wird, nur V5 oder weniger im Vergleich zu dem Sauerstoffgehalt des Chlorgases, welches an herkömmlichen zusammengesetzten Oxidelektroden entwickelt wird. Die glasartigen Legierungen besitzen ferner eine hohe Korrosionsfestigkeit und eine hohe Aktivität für die Gasentwicklung aus wäßrigen Lösungen von anderen Metallhalogeniden, wie KCI. Daher bieten die glasartigen Legierungen ausgezeichnete Möglichkeiten zur Energieersparnis bei der Elektrolyse, und sie zeigen eine lange Lebensdauer, bo Insbesondere eignen sich die glasartigen Legierungen vorteilhaft zur Herstellung von Anoden für die Gewinnung von Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid, Chlorgas, Bromgas oder Chlorat. und zwar sowohl beim Diaphragma-Verfahren als auch beim lonenaustausch-Membranverfahren.
Im folgenden sollen die Gründe für die Mengenanteile der einzelnen Komponenten dargelegt werden. F.in Zusatz von P und/oder Si ist erforderlich zur Ausbildung einer amorphen Struktur sowie zur raschen Bildung des tr> passiven Schutzfilms. Wenn jedoch der Gesamtgehalt von P und Si unterhalb 10 Atom-% oder oberhalb 40 Atom-% liegt, so ist es schwierig, eine amorphe Struktur /11 erhalten. Daher sollte der Gesanilgehalt von P und Si im Bereich von 10 bis 40 Atom-% liegen. Insbesondere kann eine amorphe Struktur leicht erhalten werden.
wenn der Gesamtgehalt an P und Si im Bereich von 16 bis 30 Atom-% liegt.
Es ist bekannt, daß ein Zusatz von B oder C ebenfalls im Sinne der Bildung einer amorphen Struktur bei Eisen-,
Kobald- oder Nickel-Legierungen wirkt Amorphe Edelmetallegierungen werden jedoch brüchig, wenn man B oder C zusetzt. Daher kann nicht die Gesamtmenge an P und/oder Si durch B und/oder C ersetzt werden. P uncL'oder Si können zum Teil, d. h. bis zu 7 Atom-% oder darunter, durch B und/oder C ersetzt werden. Unter diesen Bedingungen bleibt die Duktilität der Legierungen erhalten.
Die Elemente Pd, Rh und/oder Pt sind die metallischen Hauptkomponenten der glasartigen Legierungen.
Sie bilden die amorphe Struktur und wirken im Sinne der Entwicklung von Halogengasen. Pd oder Rh ist insbesondere wirksam im Sinne der Entwicklung der Gase, während andererseits Rh oder Pt im Sinne einer Verbesserung der Korrosionsfestigkeit der Elektroden wirkt. Somit muß die Legierung mindestens zwei der Elemente Pd, Rh und Pt enthalten, falls nicht Ir und/oder Ru zugesetzt werden. Wenn eines der Elemente Pd, Rh oder Pt die metallische Hauptkomponente der Legierung bildet, welche im übrigen weder Ir noch Ru enthält, so ;st es bevorzugt, daß die Legierung mindestens 10 Atom-% eines oder mehrerer der Elemente Pd, Rh und Pt zusätzlich enthält, damit eine hohe Korrosionsfestigkeit und eine hohe Gasentwicklungsaktivität erzielt werden.
Die Elemente Ir und Ru sind wirksam im Sinne einer Steigerung der Aktivität hinsichtlich der Gasentwicklung sowie im Sinne einer Steigerung der Korrosionsfestigkeit. Wenn man daher Ir und/oder Ru den Legierungen zusetzt, so ist es nicht erforderlich, daß diese Legierungen zwei oder mehrere der Elemente Pd, Rh und Pt enthalten. Es ist jedoch im Sinne einer hohen Aktivität bei der Gasentwicklung und im Sinne einer hohen Korrosionsfestigkeit bevorzugt, daß der Gesamtgehalt an Ir und Ru mehr als 20 Atom-% beträgt, wenn die Legierungen nur eines der Elemente Pd, Rh oder Pt enthalten und wenn diese Legierungen ferner auch kein Ti, Zr, Nb und/oder Ta enthalten.
Andererseits bilden Ir- oder Ru-Legierungen, welche P und/oder Si enthalten, beim raschen Abkühlen aus dem flüssigen Zustand kaum eine amorphe Struktur, falls den Legierungen nicht Pd, Rh und/oder Pt zugesetzt wird. Es ist daher für die Ausbildung ein^r amorphen Struktur erforderlich, daß der Gesamtgehalt an Ir und Ru 80 Atom-% oder weniger beträgt und daß der Gesamtgehalt an Pd, Rh und Pt mindestens 10 Atom-% ausmacht. Die Elemente Ti, Zr, Nb und Ta sind äußerst wirksam im Sinne einer Erhöhung der Korrosionsfestigkeit und im Sinne einer Erleichterung der Ausbildung der amorphen Struktur. Ein Zusatz von großen Mengen Ti, Zr, Nb und Ta verringert jedoch die Aktivität in bezug auf die Gasentwicklung. Daher sollte bei einem Zusatz von Ti, Zr, Nb und/oder Ta der Gesamtgehalt dieser Elemente in der amorphen Legierung nur bis zu 25 Atom-% betragen.
Wenn die Legierungen aus der Gruppe Pd, Rh und Pt nur Pd oder Rh enthalten und kein Ir und/oder Ru enthalten, so ist es im Sinne einer hohen Korrosionsfestigkeit bevorzugt, daß der Gesarntgehalt eines oder mehrerer der Elemente Ti, Zr, Nb und Ta mindestens 1 Atom-% beträgt. Wenn andererseits die Legierungen aus der Gruppe Pd, Rh und Pt nur Pt enthalten, so ist es im Sinne einer hohen Aktivität bei der Gasentwicklung bevorzugt, daß der Gesamtgehalt an Ir und Ru mindestens 2 Atom-% beträgt.
Erfindungsgemäß werden somit Elektroden aus glasartigen Legierungen mit speziellen Zusammensetzungen geschaffen, weiche zur Verbesserung der Aktivität bei der Gasentwicklung Elemente aus der Gruppe Pd, Rh, Ir oder Ru enthalten und welche zur Verbesserung der Korrosionsfestigkeit Elemente aus der Gruppe Rh, Pt, Ir, Ru, Ti, Zr, Nb oder Ta enthalten. Daher zeigen diese Legierungen sowohl eine hohe Aktivität bei der Gasentwicklung als auch eine hohe Korrosionsfestigkeit. Sie eignen sich daher als Elektrodenmaterialion mit langer Lebensdauer bei der Elektrolyse von wäßrigen Lösungen von Alkalihalogeniden unter beträchtlicher EnergieersparnL Die erfindungsgemäßen Zwecke können auch erreicht werden, wenn man eine geringe Menge (etwa bis zu 2 Atom-%) anderer Elemente vorsieht, z. B. V, Cr, Mo, V, Fe, Co, Ni, Cu, Ag und Au.
Im folgenden werden die erfindungsgemäßen Elektroden anhand von Beispielen näher erläutert.
B e i s ρ i e 1 1
Glasartige Legierungen, deren Zusammensetzungen in Tabelle 1 zusammengestellt sind, werden hergestellt durch rasches Abkühlen der Schmelze der Legierung mit einer geeigneten Apparatur. Die erhaltenen Legierungsbleche zeigen eine Dicke von 0,02 bis 0,05 mm, eine Breite von 1 bis 3 mm und eine Länge von 10 m. Proben dieser Legierungsbleche werden als Anoden bei der Elektrolyse einer ruhenden, wäßrigen 4 M NaCl-Lösung von pH 4 bei 800C verwendet. Die Korrosionsrate der Legierung wird ermittelt aus dem Gewichtsverlust der Probe nach einer Elektrolyse während 10 Tagen bei einer konstanten Stromdichte von 50 A/dm2. Die Lösung wird während der Elektrolyse alle 12 h erneuert.
Tabelle 2 zeigt die Korrosionsfestigkeitswerte und die Po"Mitiale der Proben während der Chlorentwicklung bei einer Stromdichte von 50 A/dm2. Die in Tabelle 1 angegebenen Potentiale wurden gegen eine gesättigte Calomelelektrode gemessen
Die Korrosionsfestigkeitswerte fast aller erfindungsgemäßen Proben liegen um mehrere Größenordnungen über den Korrosionsfestigkeitswerten üblicher zusammengesetzter Oxidelektroden, wie sie bei modernen Chlor-Alkali-Elektrolysen eingesetzt werden. Insbesondere kommt es bei allen Legierungen mit einer Korrosionsgeschwindigkeit von weniger als 1 μΓη/Jahr gemäß Tabelle 2 zu e^ner spontanen Passivierung in einer heißen, konzentrierten Natriumchloridlösung. Diese Legierung eignet sich daher ausgezeichnet als Anode. Sie kann während mehrerer 10 Jahre ununterbrochen zur Elektrolyse von Natriumchloridlösungen verwendet werden.
Oxidelektroden, bestehend aus Rutheniumoxid auf Titan, zeigen eine höhere Aktivität hinsichtlich der Chlorgasentwicklung bei der Chlor-Alkali-Elektrolyse im Vergleich zu einer zusammengesetzten Oxidelektrode. Andererseits zeigt jedoch eine Elektrode aus Titan mit einer Rutheniumoxidbvischichtung eine geringere Korrosionsfestigkeit als eine zusammengesetzte Oxidelektrode. Die Überspannung der Elektrode aus Titan mit Rutheniumoxidbeso'iichtung für die Chlorentwicklung (galvanostatisch bei 50 A/dm2 gemessen) beträgt etwa
1,095 V(SCE). Es wird Chlorgas entwickelt, das mit Sauerstoff verunreinigt ist. Der auf diese Sauerstoffentwicklung entfallende Stromanteil beträgt 18% des Gesamtstroms, welcher unter den angegebenen experimentellen Bedingungen bei Verwendung einer Elektrode aus Titan mit einer Rutheniumoxidbeschichtung fließt. Demgegenüber entfällt bei Verwendung der erfindungsgemäßen Elektrode auf die Sauerstoffentwicklung ein Stromanteil von weniger als 0,4% des Gesamtstroms, welcher unter den angegebenen experimentellen Bedingungen fließt. Wenn man die Menge des Chlorgases, welches potentiostatisch bei 1,10V (SCE) auf der erfindungsgemäßen Elektrode gebildet wird, vergleicht mit der Menge des Chlorgases, welches unter den gleichen Bedingungen auf einer Titanelektrode mit Rutheniumbeschichtung gebildet wird, so beträgt die Menge an Chlorgas das l,5fache bei der Probe Nr. 61 und das l,3fache bei den Proben Nr. 46, 60, 62, 66, 67 und 71 und das 1.2fache bei den Proben Nr. 26, 36, 40, 48, 50, 53 und 62. Der Sauerstoffgehalt des Chlorgases, welches an den glasartigen Legierungen entwickelt wird, beträgt weniger als 0,05%.
Die erfindungsgemäßen Elektroden können mit langer Lebensdauer bei der Elektrolyse von Alkalihalogenidlösungen eingesetzt werden. Man erhält dabei Halogengase hoher Reinheit. Ferner erzielt man erhebliche Energieeinsparungen.
Beispiel 2
Die Elektrolyse wird unter Verwendung einer glasartigen Legierung als Anode durchgeführt, und zwar in einer 4 M NaCI-Lösung bei pH 2 und 8O0C. (Dies ist im Vergleich zu Beispiel 1 eine stärker korrodierende Umgebung.) Die Ergebnisse der Überspannungen für die Chlorentwicklung und der Korrosionsgeschwindigkeiten sind in Tabelle 3 zusammengestellt. Die Korrosionsgeschwindigkeiten sind höher als die bei pH 4 in einer 4 M NaCI-Lösung gemessenen Werte, die in Tabelle 2 angegeben sind. Sie sind jedoch wesentlich niedriger als die Korrosionsgeschwindigkeitswerte bei zusammengesetzten Oxidelektroden. Man erkennt anhand der hohen Korrosionsfestigkeitswerte und der geringen Überspannungen für die Chlorentwicklung, daß die erfindungsgemäßen Elektroden sich ausgezeichnet als Anoden für die Elektrolyse von Alkalihalogenidlösungen eignen.
Beispiel 3
Die Elektrolyse wird unter Verwendung der Elektrode aus glasartigen Legierungen in einer gesättigten KCI-Lösung bei 8O0C durchgeführt Die Korrosionsgeschwindigkeit beträgt bei den Proben Nr. 35. 37,46 und 61 2,50 bzw. 2,14 bzw. 3,45 bzw. 2,90 μπι/Jahr. Somit zeigen diese Proben eine ausgezeichnete Korrosionsfestigkeit.
Tabelle 1
Zusammensetzungen der glasartigen Legierungen (Atom-%)
Probe Nr. Pd
Rh
Pt
Ru
Ir
Ti
Ta
Si
1 71 10 70 2 2 2
2 61 20 60 5 5 5
3 55 25 60 10 10 10
4 56 25 50 20 16
5 51 30 20 10 1
6 10 25 2
7 20 10 5
8 20 10
9 30 15
10 61 25 5
11 56 25
12 42 25 41
13 53 25
14 51 25
15 46 30
16 36
17 30
18 54 25
19 5i 25
20 41
21 54 20
22 56 20
23 51 20
24 49 20
25 55 25
26 54 25
27 51 25
28 46 25
29 41 25
30 46 30
19 19
19 19 20
20 11 10 10 23
19 19 19 19 19 19 19
19 19 15 19 19 19 19 19 19
20
20
9 9
20
24
JU 1Ö OO J
Tabelle I (Fortsetzung)
Probe Nr. Pd
Rh
Pl
Ru
Ti
Nb Ta
30 30 46 5 5 5 5
46 51
25 25
25 51
46 25 5 5 5
46 25 10 15 5
46 25 5 10 5 5
46 25 10 5
45 25 40 5
46 50 40 5 5
56 50
51 51 30 5
10 30
31 5 30
25 30
41 30
31 5 25
46 10 20
46 10 5 20 35
41 20 30 30
30 10 50
41 10 10 10
36 34 60
20 20 10 35
15 30
39 30
21 25
46
10 40
41 30 28 5
47 25 5
41 20 10
41 35 15
36 20 30 5
41 5 30 35 10
44 10 35 5
45 10 35 2
39 10 30 15
10 25 5
15 25 5 5
41
41
41
40
30 10 5
25 10 10
5 19 10
19
5 19
19
19
19
5 19
5 19
5 10 10
19
19
19
5 19
19
20
19 20
19 20
19
19 19
19 20
20
19
19
21
20
19
18 20
19
19 9
i9 9
19 9
18 10
18
16
5 20
10 10
5 10
10
10
15 15
12 18
Tabelle 2
Korrosionsgeschwindigkeiten und Chlor-Überspannungen (gemessen durch galvanostatische Polarisation bei 50 A/dm2 in 4 M NCI-Lösung bei pH 4 und 80°C)
Probe Nr.
4 5 19 26 27 28 29 30 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76
Korrosionsgescliwiiidigkeit C ,11
"hlor-Überspannung V ,11
(μπι/Jahr) (SCE) ,10
18.50 ,09
4,87 ,10
15Jl .14
11,36 ,17
5,19 ,10
4.22 .12
2,01 .09
1.23 ,10
0,00 1 Λ
• ' "T
2,17 ,12
0,00 ,12
1.91 ,11
2,21 ,11
1.91 .10
1,01 ,09
2.03 .12
1.07 ,08
7,01 ,11
1024 ■09
1,45 .11
0,81 ,09
5.27 1,11
3,02 .13
0,25 .09
034 ,14
0,57 1,15
0,12 1.12
0,03 1,16
11,45 1.19
5.68 1.17
2,45 1,09
0,00 1,08
0,04 1,09
0,06 1,12
0,29 1,14
0,02 1,12
0,00 1,09
5,46 1,08
1,75 1.12
0,03 1.14
0,01 1,15
6,00 1,09
0,00 1,10
U7 1,13
1,18 1.11
1,03 1,13
2,11 1,15
15,29
0,04
0,00
10
25 30 35 40
50 55
60
65
Tabelle
Korrosionsgeschwindigkeiten und Chlor-Überspannung (gemessen durch galvanostatische Polarisation bei 50 A/dm2 in 4 M NaCI-Lösung bei pH 2 und 800C)
Probe Nr.
30 35 36 37 46 48 60 61 62 67
Korrosionsgeschwindigkeit Chlor-Überspannung V ,10
(μιη/Jahr) (SCE) ,11
16,23 1 ,09
11,68 ,10
39,02 ,08
71,39 ,09
7,85 ,09
32,49 ,08
17.65 1,09
45,27 ,08
3,21
8,45

Claims (2)

Patentansprüche:
1. Elektrode für die Elektrolyse wäßriger Lösungen von Alkalihalogenide^ dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einer glasartigen Legierung aus
a) 10 bis 40 Atom-% Phosphor und/oder Silizium und
b) 90 bis 60 Atom-% von mindestens zweien der Elemente Palladium, Rhodium und Platin besteht
2. Elektrode für die Elektro'yse wäßriger Lösungen von Alkalihalogenide^ dadurch gekennzeichnet, daß ίο sie aus einer glasartigen Legierung aus
DE3018563A 1979-05-16 1980-05-14 Korrosionsfeste Elektroden für die Elektrolyse wässriger Lösungen von Alkalihalogeniden Expired DE3018563C2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5917179A JPS55152143A (en) 1979-05-16 1979-05-16 Amorphous alloy electrode material for electrolysis

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE3018563A1 DE3018563A1 (de) 1980-11-27
DE3018563C2 true DE3018563C2 (de) 1985-03-14

Family

ID=13105663

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE3018563A Expired DE3018563C2 (de) 1979-05-16 1980-05-14 Korrosionsfeste Elektroden für die Elektrolyse wässriger Lösungen von Alkalihalogeniden
DE3050879A Expired DE3050879C2 (de) 1979-05-16 1980-05-14

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE3050879A Expired DE3050879C2 (de) 1979-05-16 1980-05-14

Country Status (9)

Country Link
US (1) US4339270A (de)
JP (1) JPS55152143A (de)
BE (1) BE883325A (de)
CA (1) CA1162423A (de)
DE (2) DE3018563C2 (de)
FR (1) FR2456782B1 (de)
GB (1) GB2051128B (de)
IT (1) IT1131506B (de)
NL (1) NL8002600A (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0163410A1 (de) * 1984-05-01 1985-12-04 The Standard Oil Company Elektrolyse von Halide enthaltenden Lösungen mit Anoden aus amorphen Metallegierungen auf Basis von Platin

Families Citing this family (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58159847A (ja) * 1982-03-19 1983-09-22 Hiroyoshi Inoue 還元反応用非晶質合金系触媒
JPS6063336A (ja) * 1983-09-19 1985-04-11 Daiki Gomme Kogyo Kk 溶液電解の電極用表面活性化非晶質合金
EP0164200A1 (de) * 1984-05-02 1985-12-11 The Standard Oil Company Elektrolytische Verfahren mit Sauerstoffanoden aus amorpher Metallegierung auf Platinbasis
JPS6167732A (ja) * 1984-09-07 1986-04-07 Daiki Gomme Kogyo Kk 溶液電解の電極用表面活性化非晶質合金
US4797527A (en) * 1985-02-06 1989-01-10 Kanegafuchi Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha Electrode for electric discharge machining and method for producing the same
US4781803A (en) * 1985-02-26 1988-11-01 The Standard Oil Company Electrolytic processes employing platinum based amorphous metal alloy oxygen anodes
CA1273827A (en) * 1985-03-29 1990-09-11 Michael A. Tenhover Energy storage devices and amorphous metal alloy electrodes for use in alkaline environments
US4728580A (en) * 1985-03-29 1988-03-01 The Standard Oil Company Amorphous metal alloy compositions for reversible hydrogen storage
IL78108A0 (en) * 1985-03-29 1986-07-31 Standard Oil Co Ohio Amorphous metal alloy compositions for reversible hydrogen storage
CA1273828A (en) * 1985-04-01 1990-09-11 Michael A. Tenhover Energy storage devices and amorphous alloy electrodes for use in acid environments
DE3515742A1 (de) * 1985-05-02 1986-11-06 Dechema Deutsche Gesellschaft für chemisches Apparatewesen e.V., 6000 Frankfurt Elektrode zur verwendung in elektrolytischen prozessen
CN86105607A (zh) * 1985-06-24 1987-02-25 标准石油公司 新型铑基非晶态金属合金及其作为卤素电极的应用
US4746584A (en) * 1985-06-24 1988-05-24 The Standard Oil Company Novel amorphous metal alloys as electrodes for hydrogen formation and oxidation
US4705610A (en) * 1985-06-24 1987-11-10 The Standard Oil Company Anodes containing iridium based amorphous metal alloys and use thereof as halogen electrodes
US4609442A (en) * 1985-06-24 1986-09-02 The Standard Oil Company Electrolysis of halide-containing solutions with amorphous metal alloys
EP0213708B1 (de) * 1985-08-02 1993-09-22 Daiki Engineering Co., Ltd. Oberflächenaktivierte amorphe Legierungen und übersättigte Legierungen für Elektroden, verwendbar zur Elektrolyse von Lösungen und Verfahren zur Aktivierung der Oberflächen
JPS63153290A (ja) * 1986-09-22 1988-06-25 Daiki Rubber Kogyo Kk 表面活性化表面合金電極およびその作製法
US4702813A (en) * 1986-12-16 1987-10-27 The Standard Oil Company Multi-layered amorphous metal-based oxygen anodes
US4696731A (en) * 1986-12-16 1987-09-29 The Standard Oil Company Amorphous metal-based composite oxygen anodes
US5164062A (en) * 1990-05-29 1992-11-17 The Dow Chemical Company Electrocatalytic cathodes and method of preparation
US5114785A (en) * 1990-10-09 1992-05-19 The Standard Oil Company Silicon based intermetallic coatings for reinforcements
JP3386507B2 (ja) 1993-03-30 2003-03-17 富士通株式会社 情報処理機器の立体設置装置
US5593514A (en) * 1994-12-01 1997-01-14 Northeastern University Amorphous metal alloys rich in noble metals prepared by rapid solidification processing
GB2348209B (en) * 1999-03-24 2001-05-09 Ionex Ltd Water purification process
WO2003098976A1 (en) * 2002-05-22 2003-11-27 Fuji Electric Holdings Co.,Ltd. Organic el luminescence device
DE112006002822B4 (de) * 2005-10-19 2013-07-25 Tokyo Institute Of Technology Korrosions- und wärmebeständige Metalllegierung für eine Formmatrize und daraus hergestellte Matrize
US9343748B2 (en) * 2010-06-08 2016-05-17 Yale University Bulk metallic glass nanowires for use in energy conversion and storage devices
WO2015120978A1 (de) * 2014-02-11 2015-08-20 C. Hafner Gmbh + Co. Kg Edelmetall-legierung zur verwendung in der schmuck- und uhrenindustrie
GB201413723D0 (en) * 2014-08-01 2014-09-17 Johnson Matthey Plc Rhodium alloys
EP3480342A4 (de) * 2016-06-29 2020-02-19 Institute Of Metal Research Chinese Academy Of Sciences Eisenbasiertes amorphes elektrodenmaterial für abwasserbehandlung und verwendung davon
KR102355824B1 (ko) * 2018-12-27 2022-01-26 코웨이 주식회사 팔라듐, 이리듐 및 탄탈럼으로 구성된 전극용 촉매층 및 상기 전극용 촉매가 코팅된 살균수 생성 모듈

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3297436A (en) * 1965-06-03 1967-01-10 California Inst Res Found Method for making a novel solid metal alloy and products produced thereby
US3856513A (en) * 1972-12-26 1974-12-24 Allied Chem Novel amorphous metals and amorphous metal articles
US3838365A (en) * 1973-02-05 1974-09-24 Allied Chem Acoustic devices using amorphous metal alloys

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0163410A1 (de) * 1984-05-01 1985-12-04 The Standard Oil Company Elektrolyse von Halide enthaltenden Lösungen mit Anoden aus amorphen Metallegierungen auf Basis von Platin

Also Published As

Publication number Publication date
IT1131506B (it) 1986-06-25
NL8002600A (nl) 1980-11-18
CA1162423A (en) 1984-02-21
FR2456782A1 (fr) 1980-12-12
GB2051128B (en) 1983-04-07
JPS5745460B2 (de) 1982-09-28
GB2051128A (en) 1981-01-14
FR2456782B1 (fr) 1985-12-13
BE883325A (fr) 1980-11-14
DE3050879C2 (de) 1987-06-25
JPS55152143A (en) 1980-11-27
US4339270A (en) 1982-07-13
DE3018563A1 (de) 1980-11-27
IT8022074A0 (it) 1980-05-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3018563C2 (de) Korrosionsfeste Elektroden für die Elektrolyse wässriger Lösungen von Alkalihalogeniden
DE2403573C2 (de) Verfahren zur Herstellung von Anoden
DE69218075T2 (de) Elektrode für Elektrolyse
DE69602156T2 (de) Elektroden und deren Herstellungsverfahren
DE2807054C2 (de)
DE2936033C2 (de)
DE2113795B2 (de)
DE3507071C2 (de) Elektrode für die Elektrolyse und Verfahren zu ihrer Herstellung
DE2636447A1 (de) Neue mangandioxidelektroden
DE2419021A1 (de) Elektrode mit mehrkomponentenueberzug
DE2935537C2 (de) Titanlegierung als Grundmaterial für Elektroden
DE3541223C2 (de)
DE3507072C2 (de) Elektrode für die elektrolytische Erzeugung von Sauerstoff und Verfahren zu ihrer Herstellung
DE1105854B (de) Bleidioxyd-Elektrode fuer elektrolytische Verfahren
DE69019424T2 (de) Elektrode für elektrolytische Verfahren und Verfahren zur Herstellung der Elektrode.
DE3047636A1 (de) Kathode, verfahren zu ihrer herstellung, ihre verwendung und elektrolysezelle
DE1964293B2 (de) Anode, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung bei der Elektrolyse von Alkalichloridlösungen
DE69901201T2 (de) Elektrode für Elektrolyse und deren Herstellungsverfahren
DE2909593C2 (de)
DE1671426A1 (de) Elektrode und Verfahren zu ihrer Herstellung
DE3872228T2 (de) Elektrode fuer die entwicklung von sauerstoff und deren herstellungsverfahren.
DE3780075T2 (de) Niedrigueberspannungs-elektroden fuer alkalische elektrolyte.
EP0033363B1 (de) Verfahren zum Beschichten einer porösen Elektrode
DE69022386T2 (de) Elektrode mit elektrokatalytischer Beschichtung.
DE2844558A1 (de) Elektrode fuer die verwendung in einem elektrolytischen verfahren

Legal Events

Date Code Title Description
8110 Request for examination paragraph 44
8172 Supplementary division/partition in:

Ref country code: DE

Ref document number: 3050879

Format of ref document f/p: P

Q171 Divided out to:

Ref country code: DE

Ref document number: 3050879

D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
AH Division in

Ref country code: DE

Ref document number: 3050879

Format of ref document f/p: P

8339 Ceased/non-payment of the annual fee