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ELEKTRODE FÜR ELEKTROCHEMISCHE PROZESSE UND VERFAHREN ZU
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IHRER HERSTE£LUNG Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf elektrochemische
Prozesse, insbesondere betrifft sie eine Elektrode für diese Prozesse.
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Gegenwärtig verwendet man bei der elektrochemischen Herstellung von
Chlor mit fester und flüssiger Katode sowie bei der Herstellung von Chloraten, Hypochlorit
und anderen Produktes Graphitanoden, deren Nachteil geringe Lebensdauer und die
Bildung einer größeren Menge von Schlamm während der Elektrolyse ist.
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Während des letzten Jahrzehntes finden zimmer breitere Verwendung<Elektroden>,
welche eine metallische Grundlage aufweisen, auf die ein dünner Überzug aus einem
elektrokatalytische Eigenschaften aufweisenden Stoff aufgebracht ist.
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Es sind beispielsweise Elektroden bekannt, welche eine stromzuführende
Unterlage aus Titan, Niob, Tantal, Zirkonium und einen auf diese gegen den Elektrolyt
und die Elektrolyseprodukte beständigen«aufgebrachten»Überzug enthalten, weloher
aus einem Gemisch eines oder mehrerer Oxyde filmwie bildender Metalle Aluminium,
Tantal, Titan, Zirkonium, Niob, wie Wismut und Wolfram mit einem oder mehreren Metallen
Polladium, Platin, Rhodium, Iridium, Ruthenium, Osmium, Gold, Silber, Eisen, Nickel,
Chrom, Blei, Kupfer,
Mangan und Oxyden dieser Metalle, Nitriden,
Karbiden, Sulfiden sowie deren Gemischen besteht (siehe UdSSR-Urheberechein 369923).
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Diese Elektroden besitzen bedeutende Vorteile gegenüber den Graphitelektroden.
Die Hauptvorteile der metallisch-oxidisohen Elektroden gegenüber den Graphitelektroden
sind: a) bedeutend längere Lebensdauer der Elektroden; b) stabile Abmessungen der
Elektroden, die ein Wachstum mit der Spannung der Zeit bei deren Verwendung während
der Elektrolyse mit fester Katode und die Notwendigkeit der Regelung der Lage der
Elektroden zum Konstanthalten der Spannung in Elektrolyseuren mit Quecksilberkatode
ausschließen; c) Fehlen von schlamm, der das Diaphragma verschmutzt.
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Trotz der genannten Vorteile finden metallisch-oxidische Anoden keine
breite Anwendung vor allem infolge höherer Kosten gegenüber den Graphitelektroden.
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oxidischen Ein wesentlicher Nachteil der metallisch- Anoden ist die
hohe Empfindlichkeit gegen Kurzschlüsse, welche deren breite Anwendung in Elektrolyseuren
mit Quecksilberkatode beschränken.
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Daher ist man weiter bestrebt, die Betrieb3~ kennwerte der Graphit
elektroden bedeutend zu verbessern.
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Es sind Graphitelektroden bekannt, die mit verschiedenen elektrochemisch
inerten organischen Stoffen'beispielsweise mit Polymerisationsprodukten von Ölen
( CA-PS 602053), Polyesterharz ( PE-PS 95463), Allylharzen (JA-PS 48-15149), Polymerisations
produkt von Tallölfirnis (UdUSR-Urheberschein 167832)
durchtränkt
sind.
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aber Praktisch wächst bei der Verwendung von mit elektrochemisch
inerten organischen Stoffen durohtränkten Graphitelektroden als Anoden der Chlorelektrolyseure
die Beständigkeit der Anode gegenüber Anoden aus nichtdurchtränktem Graphit nicht
mehr als das Anderhalbfache.
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der Ein Nachteil dieser Anoden ist die Begrenzung zulässigen Betriebsstromdichten
(beispielsweise nicht über 1,5 kA/m2 bei der Chlorerzeugung mit fester Katode und
nicht über 8 bis 9 kA/m2 bei der Chlorerzeugung mit Quecksilberkatode). Bei höheren
Stromdichten ist eine beschleunigte Zerstörung der Anode infolge der Überschreitung
des kritischen quellpotentials mögich. Die Ursache für die Begrenzung der Betriebsstromdicate
ist das höhere PQtential der Anode nach deren Durchtränkung mit dem inerten organischen
Stoff. iXür Elektroden, die bis zum vollständigen Schließen der Poren durchtränkt
sind, was im Hinblick auf die senkung des inneren Verschleißes besonders zweckmäßig
ist, liegt die zulässige Stromdichte bedeutend niedriger als aie in den gegenwärtigen
Elektrolyseuren angewandle Stromdichte.
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Es sind auch Elektroden auf der Basis von Graphit bekannt, bei denen
aie poröse Graphitgrundlage an der Oberfläche oder in den Poren Metalle oder Metallverbindungen
enthält, aie elektrokatalytische Eigenschaften besitzen. Es ist beispieleweise eine
Elektrode bekannt, welche eine stromzuführende Grundlage aus Graphit mit einem tiberzug
enthält, der aus einem Gemisch eines oder mehrerer Oxyde filmbildender wie Metalle
Aluminium, Titan, Tantal, Zirkonium, Niob, Wismut
wie und Wolfram
mit einem oder mehrerer Metalle Palladium, Platin, Rhodium, Iridium, Ruthenium,
Osmium, Gold, Silber, Eisen, Nickel, Chrom, Blei, Kupfer, Mangan, Oxyden dieser
Metalle, Nitriden, Karbiden, Sulfiden sowie deren Gemischen besteht (UdSSR-Urheberschein
369923).
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Es sind außerdem Elektroden mit elektrisch leitender, auch <>
darunter Graphitgrundlage, die mit Oxyden von Metalle der Platingruppe mit einem
Zusatz von Oxyde unedeler Metalle, insbesondere von Zinn ( DE-OS 2710802), mit ß-Mangandioxid
bzw.
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( DE-OS 2636447), sobaltoxi-den der allgemeinen Zusammensetzung Co304tUdSUR-Urheberschein
492301) überzogen sinã,(bekannt2 Diese Elektroden sind bedeutend billiger als die
Elektroden auf metallischer Basis und ihr Verschleiß ist in der Anfangsperiode des
betriebs (im allgemeinen innerhalb eines Monates) bedeutend niedriger als der Verschleiß
der mit einem elektrochemisch inerten Stoff durchtränkten Graphitanode. Jedoch verläuft
dann infolge Störung des Kontaktes "elektrokatalytische Verbindung/Graphit" der
elektrochemische Prozeß am Graphit praktisch vollständig und aie Anode unterliegt
dem Verschleiß genauso wie eine unbehandelte Grapaitanode. Dieser Nachteil der Graphitanoden,
die elektrokatalytische Verbindungen enthalten, ist die Ursache dafür, daß die genannten
Anoden keine praktische Anwendung gefunden haben.
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Zweck der vorliegenden Erfindung ist es, eine Graphitelektrode zu
en-twickeln, die eine lange Lebensauer besitzt
und bei industriellen
Stromdichten betriebsfähig ist.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher die Entwicklung
einer Elektrode für elektrochemische Promesse auf Graphitgrundlage, die eine erhöLlte
Lebensdauer bei den in der Industrie eingesetzten Stromdichten besitzt.
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bei einer Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daM Elek -trode, die
aus einer porösen Graphitgrundlage besteht, in deren Poren Metalle oder Metallverbindungen
enthalten sind, welche elektrokatalytische Eigenschaften aufweisen und im elektridie
Elektrode schen Kontakt mit Graphit stehen, / erfindungsgemäß einen in mindestens
einem Teil der Poren der Graphitgrundlage untergebrachten elektrochemisch inerten
in dem Elektrolyten unlöslichen organischen Stoff enthält, der einen Tropfpunkt
und/oder eine Temperatur des ueberganges in den gasförmigen Zustand aufweist, der
beziehungsweise die höher als die Temperatur der Elektrode bei der Elektrolyse ist.
Es ist offensichtlich, daß Stoffe, die bei der genannten Temperatur fest sind, diesen
Forderungen genügen.
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Als elektrochemisch inerten organischen Stoff enthält die Elektrode
stoffe aus der Gruppe Karbokettenpolymere, Heterokettenpolymere, Natur- und Kunstharze,
3itumen, Peche, Polymerisationsprodukte von Ölen und Birnissen, sowie Gemische der
genannten Stoffe.
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Aus der Gruppe der Karbokettenpolymere kann die Elektrode als inerten
organischen stoff beispielsweise Polystyrol, Polyäthylen, Polymethylmethakrylat,
Polyvinylchlorid enthalten.
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Aus der Gruppe der Heterokettenpolymere kann die Elektrode Polyesterakrylat
enthalten.
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Aus der Gruppe der Natur- und Kunstharze kann die Elektrode als inerten
Stoff Kolophonium, Phenolformaldehyd-, Furan- und Polyesterharze enthalten.
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Aus der Gruppe der Bitulaen kann die Elektrode oxydiertes Erdölbitumen
enthalten.
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Aus der Gruppe der Peche kann Steinkohlenteerpech verwendet werden.
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Aus der Gruppe der Polymerisationsprodukte von Ölen und Firnissen
kann die Elektrode Kopolymerisationsprodu E von Tall-- und Leinöl und Polymerisationsprodukt
von Tallölfirnis enthalten.
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die Mannigfa-ltigkeit der Die genannten Stoffe erschöpfen nicht konkreten
Stoffe, deren Verwendung als inerter Imprägnierungsstoff möglich ist.
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Die Elektrode kann die genannten Stoffe sowohl individuell als auch
in Gemisch miteinander enthalten.
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Als Metalle oder Metallverbindungen, welche elektrokatalytieche Eigenschaften
aufweisen, kann die Elektrode praktisch beliebige Metalle, einfache und gemischte
Metalloxyde sowie Gemische von Oxyden und Metallen, Gemische verschiede-.
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ner Oxyde miteinander oder Gemische von Oxyden mit anderen Metaliverbindungen,
die eine Überspannung der Hauptelektroden reaktion, die niedriger als die Uberspannung
dieser Reaktion am graphit oder mindestens dieser gleich ist, besitzen und dabei
sich nicht schneller zerstören als Graphit unter den Bedingungen der Elektrolyse.
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Z.B. kann die Elektrode als elektrokatalytische Stoffe solche Metalle
wie Platin, Palladium, Iridium,
Ruthenium, Gemische, Legierungen
und Oxyde derselben sowie Oxyde von Gold, Silber, Eisen, Kobalt, Nickel, Chrom,
Kupfer, Blei, Mangan einzeln und in Gemischen miteinander sowie mit Oden filmbildender
Metalle, beispielsweise Titan, Tantal, Zirkonium, Alwainium, Wismut, Wolfram, Niob,
mit Verbindungen von Zinn, Vanadin, Molybdän, Silizium, Kohlenstoff, Phosphor, Bor
und Schwefel enthalten.
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Ferner möglich ist die Verwendung gemischter Oxyde von Kobalt n n
und Metalle der Platingruppe und Lanthanide, von Gemischen des Sutheniumoxids mit
Karbiden von Bor, Silizium, Titan, afnium, Vanudin, Tantal, Chrom und Molybdän.
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Die hohe i'estigkeit der erfindungsgemäßen Elektrode ist dadurch
bedingt, daß der elektrochemisch inert organische Stoff nicht nur die Oberfläche
der innenporen der Elektrode gegen elektrochemische und chemische Zerstörung schützt,
sondern auch einen festen und sicheren Kontakt des elektrokatalydem tischen Stoffes
mit Graphit gewährleistet.
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en Gleichzeitig mach es das Vorliegen<in den Poren und an der
Oberfläche des Graphits>eines elektrokatalytischen Stoffes, der eine niedrigere
Überspannung der Hauptelektrodenreaktion als der Graphit aufweist, und des oben
genannten inerten organischen Stoffes < > möglich, die Größe der mit dem Elektrolyten
im Kontakt stehenden wahrsn Oberfläche der Elek-Dadurch trode wesentlich zu verringern.
kann eine Elektrode angewandt werden, die eine größere Menge an inertem organischem
Stoff enthält als in der bekannten Elektrode, ohne Überschreitung des kritischen
Quellpotentials.
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Ein vorteilhaftes Verfahren zur Herstellung einer eine poröse Graphitgrundlage
aufweisenden iSlektrode,bei dem das Einbringen<in mindestens einen Teil der Poren
der Graphitgrundlage>mindestens eines metalls und/oder mindestens eLner Metallverbindung,
welche elektrokatalytische Eigenschaften aufweisen, ' >vorgesehen ist, besteht
darin, daß man nach dem einbringen eines Metalls und/oder einer Metallverbindung,
die elektrokatalytische Eigenschaften aufweisen, in mindestens einen Teil der Poren
dieser Graphitgrundlage einen elektrochemisch inerten in den Elektrolyten unlöslichen
organischen Stoff, der einen Tropfpunkt und/oder eine Temperatur des Uberganges
in den gasförmigen Zustand aufweist, der beziehungsweise die höher als die Temperatur
der Elektrode bei der Elektrolyse ist, einbringt oder diesen organischen Stoff unmittelbar
in den Poren der Graphitgrundlage erzeugt.
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Das Einbringen des genannten organischen Stoffes kann nach einer
beliebigen bekannten Methode erfolgen, jedoch ist #die bevorzugte Methode#die Durchtränkung
als eine einfache und zugängliche Methode # # Dazu verwendet man Lösungen des organischen
to£fes, mit de rdie Graphitgrundlage durchtränkt wird unter anschließender Entfernung
des Lösungsmittels, oder aber man durchtrankt die Graphitgrundlage mit einer Schmelze
des genannten organischen stoffes unter anschließender Abkühlung unter den Tropfpunkt
dieses Stoffes.
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Ein organischer Stoff, der den genannten Eigenschaften
entspricht,
kann unmiltelbar in den Poren der Graphitgrundlage durch Durchtränken dieser Grundlage
mit einem flüssigen Monomer, beispieleweise mit Styrol, oder mit einem flüssigen
Oligomer unter anschließender Polymerisation oder Polykondensation erzeugt werden.
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Zum Durchtränken der Graphitgrundlage können Lösungen von Polystyrol,
Polyvinylchlorid, Polymethylmethakrylat, Polyäthylen oder Schmelzen von oxydiertem
brdölbitumen, Steinkohlenteerpech, Kolophonium und anderer geeigneter stoffe verwendet
werden.
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Als Graphit verwendet man porösen Graphit, aus dem man en als Grundlage
ein Block gewünschter Abmesungen heraueschneisie det.. Diese Grundlage vaku- iert
man wLd durchtränkt zunächst mit Lösungen der oben genannten Metallverbindungen
unter an-und schließender Trocknung und Wärmebehandlung, durchtränkt dann mit einer
Lösung oder einer Schmelze des genannten organischen Stoffes.
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Metalle oder Metallverbindungen, die elektrokatalytische niigenschaften
besitzen, können in die Poren der Graphitgrundlage beispielsweise durch deren Durchtränkung
mit Lösungen der Metallverbindungen unter anschließender Trocknung und Wärmebehandlung,
durch Abscheiden der Metalle oder ihrer Verbindungen aus der Gasphase, durch Durchtränken
mit geschmolzenen Metallen oder nach anderen bekannten Verfahren eingebracht werden.
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Entsprechend den Elektrolysebedingungen, den Eigenschaften des elektrokatalytischen
Stoffes und der Graphit qualität kann die Elektrode entweder unter praktisch vollständigem
Schließen
der Poren mit dem inerten Stoff (Durchtränken aus der Schmelze, Durchtränken mit
flüssigem Monomer unter anschlielsender Blockpolymerisation desselben in den Poren
der Elektrode) oder unter teilweiser Ausfüllung der Poren (Durchtränken mit Lösungen
in flüchtigen Lösungsmitteln) hergestellt werden.
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Die Verwendung der erfindungsgemäßen Elektrode bringt Vorteile folgende
technische mit sich.
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Die Verwendung dieser Elektrode in elektrochemischen Produktionsprozessen
statt der Gewöhnlichen Graphitanoden ermöglicht es , die Lebensdauer der Anoden
um ein Mehrfaches zu erhöhen, den Stromverbrauch ohne Umstellung der Elektrolyseure
auf metallische Anoden zu senken und die Verwendung teuerer wie und knapper Metalle
als Grundlage, beispielsweise Titan, zu vermeiden.
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Die erfindungsgemäße Elektrode ist praktisch genauso kurzschlußsicher
wie eine gewöhnliche Graphitelektrode , was ein großer Vorteil derselben gegenüber
den metallischen Elektroist den, deren aktiver Überzug sich beim Kurzschluß auflöst,wobei
die metallische Grundlage zerstört wird. Dadurch wird es möglich, Elektrolyseure
ohne Kurzschlußschutzsysteme zu betreiben und die Borderungen an die Reinheit des
Elektrolyten und des Quecksilbers gegenüber den Elektrolyseuren zu senken, welche
mit eine metallische Grundlage aufweisenden Anoden ausgerüstet sind. Die genannten
Vorteile der Elektrode werden nicht erzielt werden, wenn die Reihenfolge des Einbringenstin
die Poren der Graphitgrundlage>des elektrokatalytischen Stoffes und des elektrochemisch
inerten organischen Stoffes < > nicht eingehalten
wird.
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Die oben genannte Reihenfolge der Operationen ist bei der Anwendung
des erfindungsgemäßen Verfahrens wesentlich.
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Bei umgekehrter Reihenfolge der Operationen, das heißt bei Einbringen
zunächst des elektrochemisch inerten organischen Stoffes, wenn der letztere das
ganze Volumen der offenen Poren der Graphitgrundlage ausfüllt, ist die Durchführung
der zweiten Operation, das Einbringen des elektrokatalytischen Stoffes, unmöglich.
Wenn aber die Graphitgrundlage mit dem organisehen Stoff zum Teil durchtränkt ist,
ist bei dem anschließenden Einbringen des elektrokatalytischen Stoffes dessen elektrischer
Kontakt mit der Graphitgrundlage erschwert und durch nichts gegen die Einwirkung
des Elektrolyten und der Elektrolyseprodukte geschützt. Dabei unterscheidet sich
die Geschwindigkeit der Zerstörung der Elektrode von der Geschwindigkeit der Zerstörung
der unbehandelten Graphitgrundlage praktisch nicht, was durch eines der nachstehend
angeführten Beispiele bestätigt wird.
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ändnis Zum besseren Verst der vorliegenden Erfindung werden nachstehend
Beispiele für die Ausführung erfindungsgemäer n Elektrode/ und bekannter Elektrode
vergleichend angeführt.
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Beispiel 1. Eine erfindungsgemäße Graphitelektrode mit den Abmessungen
50x50xlOO mm wies eine Porigkeit von 20% auf. Die Elektrode wurde wie folgt hergestellt.
Aus einer Elektrodengraphitplatte
schneidet man einen Block als
Grundlage mit den Abmessungen 50x50xlOO mm heraus. Den Graphitblock evakuiert ihn
man und durchtränkt dann mit wässeriger Lösung von Co(NO3)2 in einer Konzentration
von 125 g/l, trocknet danach, indem man die Temperatur allmählich auf 140°C erhöht,
und glüht 10 Minuten bei einer Temperatur von 300°C. Nach dem Glühen ihn evakuiert
man den Graphitblock und durchtränkt dann mit einer Lösung von Polystyrol in Styrol
- Konzentration 90 g/l - <> unter einem Druck von 10 at Überdruck4;rockiiet>
3 Stunden, indem man die Temperatur allmählich von 80°C auf 160°C erhöht, und wiederholt
die Durchtränkung mit der Polystyrollösung und die Trocknung nochéinmal.
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Die auf diese Weise hergestellte Elektrode enthält 0,5» Co304 und
l,5/o Polystyrol (das Polystyrol ist ein fester Stoff bei Temperaturen bis 90°C).
Die Elektrode wird als Anode in einem laboratoriumsmäßigen Glektrolyseur bei der
Elektrolyse einer Lösung von Na(,'l der Konzentration 280 bis 300 g/l bei einer
Temperatur von 60 bis 85°G und einem pH-Wert von 2,5 bis 3 geprüft. Die Starke des
durch die Anode fließenden Stromes beträgt 125 A (Stromdichte = 5 kA/m2). Die Temperatur
der Elektrode bei der Elektrolyse übersteigt hier und in den nachfolgenden Beispielen
die Temperatur des Elektrolyten nicht mehr als 5°C.
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i)ie Gewichtsabnahme der Elektrode (Verschleiß) in den ersten 10
Tagen der Prüfung beträgt 15,3 g, in den zweiten 10 Tagen 34,4 g und in den dritten
10 Tagen 38,9 g, was einer relativen Verschleißgeschwindigkeit von 0,0005 g/A. St
beziehungsweise 0,00115 g/A.St und 0,001295 g/A.St entspricht.
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zum Vergleich wurden bekannte Graphitelektroden, die Co304 enthalten
oder mit Polystyrol durchtränkt sind, und eine Elektrode aus Graphit, die keiner
speziellenjßehandlund unterworfen worden war, geprüft.
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Eine Graphitelektrode der oben beschriebenen Abmessungen mit gleicher
Graphitgrundlage, die in den Poren 0,5% Co3SO4 enthält, wurde unter den oben beschriebenen
Bedingungen geprüft. Das Einbringen von Co304 in die Poren erfolgte analog zu dem
oben beschriebenen. Die Gewichtsabnahme der Elektrode betrug in den ersten 10 Tagen
der Prüfung 18,7 g, in den zweiten 10 Tagen 53,5 g, in den dritten 10 Tagen 74,6
g.
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Eine Graphitelektrode der oben beschriebenen Abmessungen mit einer
Grundlage aus dem gleichen Graphit, die in den Poren 1,5% Polystyrol enthält, wurde
unter den oben beschriebenen Bedingungen geprüft. Das Einbringen von Polystyrol
erfolgte analog zu dem oben beschriebenen. Der Gehalt an Polystyrol von 1w570 wurde
deshalb gewählt, weil er die maximale Verringerung des Verschleißes für diese Graphitsorte
unter den Bedingungen der Prüfungen beim Durchtränken nur mit Polystyrol ergibt.
Die Gewicntsabnahme der Elektrode betrug in den ersten 10 Tagen der Prüfung 31,3
g, in den zweiten 10 Tagen 49,2 g, in den dritten 10 Tagen 54,8 g.
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Eine Graphitelektrode der gleichen Abmessungen wie die oben beschriebene
Elektrode, die aus gleichem Graphit hergestellt und keiner speziellen Behandlung
unterworfen wurde (das heißt identisch mit der Grundlage der oben beschriebenen
Elektroden), wurde unter den oben beschriebenen Bedingungen geprüft. Die (1'ewichtsabnahtne
der Elektrode betrug in den ersten
10 Tagen der Prüfung 55,2 g,
in den zweiten 10 Tagen 75,0 g, in den dritten 10 Tagen 82,1 g.
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Beispiel 2. Eine erfinduilgsgemaße Elektrode der gleichen Abmessungen
wie in Beispiel 1 wies eine Graphitgrundlage mit einer Porosität von 20% auf. In
den Graphitblock bringt man analog zu Beispiel 1 Co304 ein, durchtrankt" mit Styrol.
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Das Durchtränken wird analog der Durchtrankung mit der Lösung von
Co(Nu3)2 in Beispiel 1 durchgeführt. Nach der Durchtränkung mit Styrol wird der
Block zur Polymerisation von Styrol allmählich erhitzt, indem man die Temperatur
von 100°C auf 1400C innerhalb von 35 Stunden erhöht. Die auf diese Weise hergestellte
Elektrode enthalt u,5% Co3u4 und 5 Polystyrol (das Polystyrol und Co304 nehmen praktisch
das ganze Volumen der offenen Poren aes Graphits ein). Die Elektrode wurde unter
den in Beispiel 1 beschriebenen Bedingungen geprüft. Die Gewichtsabnahme der Elektrode
betrug in den ersten 10 Tagen der Prüfung 17,2 g, in den zweiten 10 Tagen 21,4 g,
in den dritten 10 Tagen 21,6 g.
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Zum Vergleich wurde eine nach dem bekannten Verrabren erhaltene Elektrode
geprüft. Eine Graphitelektrode der oben beschriebenen Abmessungen mit einer grundlage
aus gleichem Graphit, welche in den Poren 9% Polystyrol enthalt, wurde unter den
in Beispiel 1 beschriebenen Bedingungen geprüft. Das Einbringen von Styrol und dessen
Polymerisation wurde wie oben in Beispiel 2 beschrieben durchgeführt. In den ersten
10 Tagen der Prüfung wurde die Elektrode vollständig zerstört.
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Beispiel 3. Eine erfindungsgemäße Elektrode der gleichen
Abmessungen
wie in Beispiel 1 wies eine Graphitgrundlage mit einer Porosität von 20% auf. In
den Graphitblock bringt man analog zu Beispiel 1 Co3O4 ein. Dann evakuiert man den
Graphitblock, durchtränkt mit geschmolzenem oxydiertem Erdolbitumen, erhitzt auf
eine Temperatur von 220 bis 230°C, unter einem Druck von 10 at oberdruck. Der Tropfpunkt
des oxydierten Erdölbitumens beträgt 13500. (Hier und im nachfolgenden bestimmte
man den Tropfpunkt nach Ubbelohde, siehe Enzyklopädie der Polymere, Moskau, Verlag
"Sowjetskaja Enziklopedija", 1974, Band I, Seite 934, in Russisch). sie auf diese
Weise hergestellte Elektrode enthielt 0,5 Co304 und 9% oxyaiertes Erdölbitumen (das
oxydierte Erdölbitumen und Co304 nahmen praktisch das ganze Volumen der offenen
Proben des Graphits ein). Die Elektrode wurde unter den in Beispiel 1 beschriebenen
Bedingungen geprüft. Die Gewichtsabnahme der Elektrode betrug in den ersten 10 Tagen
der Prüfung 19,3 g, in den zweiten 10 Tagen 21,6 g, in den dritten 10 Tagen 21,7
g.
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Zum Vergleich wurde eine nach dem bekannten Verrahren erhaltene Elektrode
geprüft. zine Graphitelektrode der oben beschriebenen Abmessungen mit einer Grundlage
aus gleichem Graphit, welche in den Poren 9% oxydiertes krdölbitumen enthält, wurde
unter den in Beispiel 1 beschriebenen Bedingungen geprüft. Das Einbringen des oxydierten
Erdölbitumens in die Poren erfolgte analog zu Beispiel 3. In aen ersten 10 Tagen
wurae die Elektrode vollständig zerstört.
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Beispiel 4. Eine erfindungsgemäße Graphitelektrode der
gleichen
Abmessungen wie in Beispiel 1 wies eine Grundlage aus Graphit mit einer Porosität
von 20» auf. Den Graphitblock durchtränkt man mit wässeriger Lösung von RuCl3 und
TiCl3 der Konzentration 65 g/l, umgerechnet auf RuO2, und 79,5 g/l, umgerechnet
auf TiO2, und trocknet dann. Die Durchtränkung und die Trocknung wird analog der
Durchtränkung mit der Lösung Co(NO)2 in Beispiel 1 durchgeführt. Nach der Durchtränkung
ihn evakuiert man den Graphitblock und durchtränkt unter einem Druck von 20 at Uberdruck
mit einem Gemisch der folgenden Zusammensetzung: ungesattigtes Polyesterharz vom
Maleinattyp, moditiziert mit Kolophonium, 50 Gewichtsteile, Styrol 47 Gewichtsteile,
Isopropylbenzolnydroperoxid 3 Gewichtsteile. Zur Härtung des Harzes erhitzt man
den Block allmahlich auf eine Temperatur von 100°C und hält bei dieser Temperatur
5 Stunden lang.
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Die auf diese Weise bereitete Elektrode enthält l,3Vo gemischt es
Oxyd von Ruthenium und Titan und lWo Polyesterharz (ein fester Stoff bei der Temperatur
der Elektrode bei der Elektrolyse). Das Harz und das Oxyd nehmen praktisch das ganze
Volumen der offenen Poren des Graphits ein. Die Elektrode wurde unter den in beispiel
1 beschriebenen Bedingungen geprüft.
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Die Gewichtsabnahme der Elektrode betrug in den ersten 10 Tagen der
Prüfung 18,3 g, in den zweiten 10 Tagen 23,2 g, in den dritten 10 Tagen 25,4 g.
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Beispiel 5. Eine erfindungsgemäße Graphitelektrode der gleichen Abmessungen
wie in Beispiel 1 wies eine Grundlage aus Graphit mit einer Porosität von 20% auf.
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Den Graphitblock durchtränkt man
mit wässeriger
Lösung von H2PtC16 der Konzentration 55 g/l, umgerechnet auf das Metall. Die Durchtränkung
wird analog zu der Durchtränkung mit der wässerigen Lösung von Co(N03)2 in Beispiel
1 durchgeführt. Der durchtränkte Block wird 2 Stunden lang bei einer Temperatur
von 10000 getrocknet und dann in Argonatmosphäre 1 Stunde lang bei einer Temperatur
von 550°C geglüht.
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Nach dem Einbringen zahnes Platins evakuiert man den Graphitblock
und durchtränkt bei einer Temperatur von 130°C unter einem Druck von 10 at Uberdruck
mit Kolophonium, welches einen Tropfpunkt von 7000 aufweist. Die auf diese Weise
hergestellte Elektrode enthält 0,5% Platin und 9% Kolophonium.
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Die i!;lektrode wurde als Anode in einer Katodensohutzanlage in Wasser,
welches 35 mg/l Cl- und 40 mg/l SO42- enthält, bei einer anodischen Stromdichte
von 250 A/m² und einer Temper:tur von 16 bis 2100 geprüft. Die relative Verscilleißgeschwindigkeit
der Elektrode betrug 0,048 g/A.St.
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Eine Graphitelektrode der oben beschriebenen Abmessungen, die aus
gleichem Graphit hergestellt, jedoch keiner speziellen Behandlung unterworfen wurde,
wurde unter den vorstehend in dem vorliegenden Beispiel beschriebenen Bedingungen
geprüft. Die relative Verschleißfestigkeit der Elektrode betrug 0,128 g/A.St.
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Beispiel 6. Eine erfindungsgemäße Elektrode der Abmessungen 4Ox4Ox12
mm wies eine Grundlage aus Graphit mit einer Porosität von 27% auf. Die Elektrode
wurde wie folgt hergesteht. Aus einer Elektrodengraphitplatte wurde ein Block der
Abmessungen 40x40x12 mm herausgeschnitten. Das Einbringen von
Co304
erfolgte analog dem in Beispiel 1 beschriebenen, die Konzentration der 0o(NO3)2-nösung
betrug jedoch 500 g/l. Nach der ersten Glühung des Blocks wurden die Operationen
der Durchtränkung und Glühung noch einmal wiederholt.
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Nach der zweiten Glühung evakuierte man den Graphitblock ihn und
durchtrankte mit einer Lösung von Tallölfirnis in CC14, die 15 Volumenprozent Tallölfirnis
und ein Blei-Mangan-Sikkativ in einer Menge von 0W45jo nach dem Pyrolusit und O,9{Yo
nach der Bleiglätte, bezogen auf das Gewicht des Firnisses, enthält. Dann trocknete
man den Block unter Vakuum 3 Stunden bei Zimmertemperatur, 3 Stunden unter allmählicher
Steigerung der Temperatur von der Zimmertemperatur auf 90°C und bis zum kon-Etan-ten
Gewicnt bei einer Temperatur von 900C ohne Vakuum.
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Die auf diese zeine hergestellte Elektrode enthielt 8 Co3O4 und 3%
Polymerisationsprodukt von Tallölfirnis (zersetzt sich über 26000 unter Bildung
gasförmiger Produkte). Die Elektrode prüfte man unter den Bedingungen der Herstellung
von Natriumchlorat in einem Elektrolyten, welcher 130 g/l NaCl, 450 g/l NaC103 und
2 g/l Na2CrO4 enthält, bei einem pH-Wert von 6,6 bis 7,6, einer Temperatur von 40°C
und einer Stromstärke von 5,1 A.
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Die Gewichtsabnahme der Elektrode betrug in den ersten 10 Tagen der
Prüfung 0,9 g, in den zweiten 10 Tagen 1,2 g, in den dritten 10 Tagen 1,3 g.
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Zum Vergleich wurden unter gleichen Bedingungen bekannte Elektroden
sowie eine Elektrode aus Graphit, die keiner speziellen Behandlung unterworfen wurde,
und eine Elektrode, hergestellt aus Graphit nach einem Verfahren, bei dem die
genannte
Reihenfolge der Operationen nicht eingehalten wurde, geprüft.
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Eine Graphitelektrode der oben beschriebenen Abmessungen, die eine
Grundlage aus gleichem Graphit aufweist und in den Poren 8» Co304 enthält, wurde
unter den oben beschriebenen Bedingungen geprüft. Das Einbringen von Co304 in die
Poren erfolgte analog zu dem oben in Beispiel 6 beschriebenen.
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Die Gewichtsabnahme der Elektrode betrug in den eraten 10 Tagen der
Prüfung 1,5 g, in den zweiten 10 Tagen 2,7 g, in den dritten 10 Tagen 4,6 g.
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Eine Graphitelektrode der gleichen Abmessungen wie die oben beschriebene
mit einer Grundlage aus gleichem Graphit, die in den Poren 94 Polymerisationsprodukt
von Tallölfirnis enthält, prüfte man unter den oben beschriebenen Bedingungen.
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Die Durchtränkung mit der Lösung von Tallölfirnis und die Wärmebehandlung
erfolgte wie oben beschrieben. Die Gewichtsabnahme der Elektrode betrug in den ersten
10 Tagen der Prüfung 1,1 g, in den zweiten 10 Tagen 1,9 g, in den dritten 10 Tagen
2,4 g.
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Eine Graphitelektrode der gleichen Abmessungen wie die oben beschriebene
mit einer Grundlage aus gleichem Graphit, die keiner speziellen Behandlung unterworfen
wurde, wurde unter den oben beschriebenen Bedingungen geprüft. Die Gewichtsabnahme
der Elektrode in den ersten 10 Tagen der Prüfung be -trug 2,4 g in den zweiten 10
Tagen 2,8 g, in der dritten 10 Tagen 4,6 g.
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In eine Graphitgrundlage der oben beschriebenen Abmessungen, hergeetellt
aus gleichem Graphit, brachte man wie
oben in Beispiel 6 beschriebenldas
Polymerisationsprodukt von Tallölfirnis und dann wie oben in Beispiel 6 beschrieben
Co304 ein.
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Die hergestellte Elektrode prüfte man unter den oben beschriebenen
Bedingungen.
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Die Gewichtsabnahme der Elektrode betrug in den ersten 10 Tagen der
Prüfung 2,2 g, in den zweiten 10 Tagen 2,75 g, in den dritten 10 Tagen 4,6 g.
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Beispiel 7. Eine erfindungsgemaBe Graphitelektrode der in Beispiel
6 beschriebenen Abmessungen wies eine Grundlage aus Graphit mit einer Porosität
von 27% auf. In einen Graphitblock brachte man Co304 analog zu Beispiel 6 ein, evakuierte
ihn dann den Graphitblock und durchtränkte mit einem Gemisch der folgenden Zusammensetzung:
Tallöl 10,5 Volumenteile, Leinöl 4,5 Volumenteile, CCl4 85 Volumenteile. Dem Gemisch
gab man ein Blei-Mangan-Sikkativ in einer Menge von 0,5% nach dem Pyrolusit und
1,0% nach der Bleiglätte, bezogen auf das Gewicht des Tallöls, zu. Danach trocknete
man den Block genauso wie nach der Diirchtränkung mit der Tallölfirnislösung (Beispiel
6).
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Die auf diese Weise erhaltene Elektrode enthalt 8,"o' Co3O4 und 3%
Kopolymerisationsprodukt von Tallöl und Leinöl (zersetzt sich über 260°C unter Bildung
gasförmiger Produkte). Die Elektrode prüfte man unter den in Beispiel 6 beschriebenen
Bedingungen.
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sie Gewichtsabnahme der Elektrode betrug in den ersten 10 Tagen der
Prüfung 0,7 g, in de zweiten 10 Tagen 1,3 g, in den dritten 10 Tagen 1,5 g.
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Beispiel 8. Eine erfindungsgemäße Graphitelektrode der in Beispiel
1 beschriebenen Abmessungen wies eine Grundlage aus Graphit mit einer Porosität
von 20% auf. Den Graphitblock durchtränkte man mit einer wässerigen Lösung, welche
17,5 g/l RuCl3 und 30 g/l De(OH)3, bereitet durch Ausfällen aus einer Lösung von
FeC13 mit Ammoniak, enthält. Die Durchtränkung erfolgte genauso wie die Durchtränkung
mit der Lösung von Co(NO3)2 in Beispiel 1. Danach trocknete man den Graphitblock
1 Stunde lang bei einer Temperatur von 1000C, erhöhte die Temperatur während 1 Stunde
gleichmäßig auf 450°C und hielt den Block bei 450°C 1 Stunde.
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Den auf diese Weise behandelten Block durchtränkte man mit Oligoesterakrylat
auf der Basis von Phthalsäureanhydrid, Triäthylenglykol und Methakrylsäure, welches
2% Benzoylperoxid enthält. Die Durchtränkung erfolgte analog der Durchtränkung mit
Styrol in Beispiel 2. Zur Bildung des Polyesterakrylates hielt man den Block 3 Stunden
bei einer Temperatur von 80°C und 3 Stunden bei einer Temperatur von 10000. Die
auf diese Weise hergestellte Elektrode enthielt 0,3% eines Gemisches von Oxyden
von Ruthenium und Eisen und l0,o Polyesterakrylat (ein fester Stoff bei der Temperatur
der Elektrode bei der Elektrolyse). Die Elektrode wurde unter den in Beispiel 1
beschriebenen Bedingllngen geprüft. Die Gewicntsabnahme der Elektrode in 10 Tagen
der Prüfung betrug 20,2 g.
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Beispiel 9. Eine erfindungsgemäBe Graphitelektrode der in Beispiel
1 beschriebenen Abmessungen wies eine Grundlage aus Graphit mit einer Porosität
von 20Xo auf. Den Graphitblock durchtränkte man hintereinander zunächst mit wa£serigerLösung
von
Mn(N03)2 mit einer Konzentration von 52 g/l unter anschließender Trocknung innerhalb
1 Stunde bei einer Temperatur von 1000C und Glühung innerhalb 10 Minuten bei einer
Temperatur von 19000 und dann mit wässeriger Lösung von Co(NO3)2 mit einer Konzentration
von 65 g/l unter anschließender Trocknung und Glühung. Die Durchtränkung mit den
wässerigen Lösungen sowie die Trocknung und Glühung nach der Durchtränkung mit der
Lösung von Co(NO)2 wurde analog zu Beispiel 1 durchgeführt.
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Den auf diese Weise behandelten Block ovakuierte man und ihn brachte
in geschmolzenes Resol-Phenol-Forrnaldehyd-Harz ein, erhitzi auS eine Temperatur
von 800C, erzeugte danach über dem geschmolzenen Harz einen Argondruck von 10 at
überdruck und führte die Durchtränkurig bei dem genannten Druck und der genannten
Temperatur innerhalb zwei Stunden durch. Dann nabm man den Graphitblock aus dem
Harz heraus, entfernte das überschüssige Harz von der Oberfläche und unterwarf den
Block einer Wärmebehandlung zur Härtung des Harzes, indem man die Temperatur von
80°C auf 130°C mit einer Geschwindigkeit von 3 Grad/St erhöhte.
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Die auf diese Weise hergestellte Elektrode enthielt 0,5% eines Gemisches
von MnO2 und Co304 im Verhältnis 1:1 und 7 Phenol-Formaldehyd-Harz (ein fester Stoff
bei der Temperatur der Elektrode bei der Elektrolyse). Die Elektrode wurde unter
den in Beispiel 1 beschriebenen Bedingungen geprüft.
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Die Gewichtsabnahme der Elektrode betrug in den eraten 10 Tagen der
Prüfung 18,5 g, in den zweiten 10 Tagen 20,2 g, in den dritten 10 Tagen 20,6 g.
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Beispiel 10. Eine erfindungsgemäße Graphitelektrode der in Beispiel
1 beschriebenen Abmessungen wies eine Grundlage aus Graphit mit einer Porosität
von 20% auf. Den Graphitblock durchtränkte mal mit einer Lösung von RuCl3 mit einer
Konzentration von 35 g/l unter anschließender Wärmebehandlung.
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Die Durchtränkung und die Wärmebehandlung erfolgte genauso wie beim
Einbringen des Gemisches von Ruthenium und Eisen (Beispiel 8). Dann tauchte man
den Graphitblock in eine siedende Lösung von Polyäthylen in CC14 mit einer Konzentration
von 110 g/l ein und kochte mit Rückflußkühler 4 Stunden lang. Danach durohtränkte
man den Block mit der genannten Lösung von Polyäthylen unter einem Druck von 10
at Überdruck bei einer Temperatur von 750C innerhalb 4 Stunden. Nach der Durchtränkung
trocknete man den Graphitblock 1 Stunde lang bei einer Temperatur von 70°C, 1 Stunde
lang bei einer Temperatur von 1000C und 1 Stunde lang bei einer Temperatur von 2000C.
Die auf diese Weise hergestellte Elektrode enthielt 0,2o Ru02 und 1% Polyäthylen
(ein fester stoff bei der Temperatur der Slektrode bei der Elektrolyse). Die Elektrode
wurde als Anode in einem laboratoriumäßigen Elektrolyseur für die Herstellung von
Natriumhypochlorit geprüft. Der Elektrolyt enthielt 90 g/l NaCl und 10 g/l NaC10.
Die Elektrolyse wurde bei einer Temperatur von 25°C und einer Stromdichte von 2
kA/m2 durchgeführt. Die Gewichtsabnahme der Elektrode betrug in T0 Tagen der Prüfung
63 g.
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Zum Vergleich wurde unter den gleichen Bedingungen eine Elektrode
der gleichen Abmessungen geprüft, die aus gleichem
Graphit hergestellt,
jedoch keiner speziellen Behandlung unterworfen wurde. Die Gewichtsabnahme der Elektrode
betrug in 10 Tagen der Prüfung 150 g.
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Beispiel 11. Eine erfindungsgemäBe Graphitelektrode der in Beispiel
1 beschriebenen Abmessungen wies eine Grundlage aus Graphit mit einer Porosität
von 20Vo' auf. In den Graphitblock brachte man analog zu Beispiel 10 RuO2 ein, evakuierte
ihn dann den Block und durchtränkte mit einem Gemisch von Mono- und Difurfurylidenazeton
im Verhältnis 3:2, das 5 para-Toluolsulfochlorid enthielt.
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Den durchtränkten Block erhitzte man 1 Stunde lang von Ziinmertemperatur
auf 80°C, darin von 80°C auf 150°C mit einer Geschwindigkeit von 10 Grad/St und
hielt 3 Stunden bei einer Temperatur von 150°C.
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Die auf diese weise hergestellte Elektrode enthielt 0,2» Ru02 und
8,5% Furanharz (ein fester Stoff bei der Temperatur der Elektrode bei der Elektrolyse).
Die Elektrode wurde unter den in Beispiel 5 beschriebenen Bedingungen geprüft.
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Die relative keit der Verschle4ßgeschwindig 5 ektrode betrug 0,056
g/A.t.
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Beispiel 12. Eine erfindungsgemäße Graphitelektrode der in Beispiel
1 beschriebenen Abmessungen wies eine Grundlage aus Graphit mit einer Porosität
von 20% auf. In den Graphitblock brachte man analog zu Beispiel 5 Platin ein. Danach
durchtränkte man den Block mit zeiger Lösung von Polyvinylchlorid in Zyklohexanon
(die Durchtränkung wurde genauso wie die Durchtränkung mit der Polystyrollösung
in Beispiel 1
durchgeführt) und trocknete 3 Stunden bei einer Temperatur
von 9000. Die Operationen der Durchtränkung und der Trocknung wiederholte man, indem
man je des Mal die Dauer der Trocknung um 1 stunde verlängerte, bis zur Erzielung
einer Gewicntszunahme von 2,' (bezogen auf das Gewicht der Grundlage).
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Die auf diese Weise hergestellte Elektrode enthielt 0,5% Platin und
2% Polyvinylchlorid (das Polyvinylchlorid zersetzt sich über 90°C unter Bildung
gasförmiger Produkte). Die Elektrode prüfte man unter den in Beispiel 1 beschriebenen
Bedingungen.
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Die Gewichtsabnahme der Elektrode betrug in den ersten 10 Tagen 16,7
g, in den zweiten 10 Tagen 31,3 g, in den dritten 10 Tagen 33,2 g.
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Beispiel 13. Eine erfindungsgemäße Graphitelektrode der in Beispiel
6 beschriebenen Abmessungen wies eine Grundlage aus Graphit mit einer Porosität
von 20% auf. Den Graphitblock ihn evakuierte man und durchtränkte mit einer wässerigen
Lösung von Na2SiO3 mit einer Konzentration von 20 g/l, trocknete t Stunde bei einer
Temperatur von 100°C und 1 Stunde bei einer Temperatur von 150°C, kochte 2 Stunden
in konzentrierter Salzsäure, 2 Stunden in Wasser und trocknete 1 Stunde bei einer
Temperatur von 150°C. Dann brachte man in den Graphitblock Ru02 analog dem in Beispiel
10 beschriebenen.
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Danach evakuierte man den Graphitblock und durchtränkihn te unter
einem Druck von 20 at Uberdruck mit einer Lösung von Polymethylmethakrylat in Zyklohexanon
mit e iner Sonzentration von 2u g/1, trocknete dann den Block 2 Stunden bei
einer
Temperatur von 150 0C und 1 Stunde bei einer Temperatur von 17000. Die Durchtränkung
mit der Polymethylmethakrylatlösung und die Trocknung wiederholte man bis zur Erzielung
einer Gewichtszunahme von l,o'.
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Die auf diese Weise erhaltene Elektrode enthielt 0,1% SiO2, 0,2%
RuO2 und l,2/o Polymethylmethakrylat. Die Elektrode prüfte man unter den in Beispiel
6 beschriebenen Bedingungen.
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Die Gewichtsabnahme der Elektrode betrug in den ersten 10 Tagen der
Prüfung 1,0 g, in den zweiten 10 Tagen 1,5 g, in den dritten 10 Tagen 1,7 g.
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Beispiel 14. Eine erfindungsgemaße Graphitelektrode der in Beispiel
1 beschriebenen Abmessungen wies eine Grundloge aus Graphit mit einer Porosität
von 20% auf. Den Graphitblock durchtränkte man mit einer wässerigen Lösung, welche
41,5 g/l Co(N03)2 und 97,2 g/l Al(N03)3 enthält. Die Durchtränkung wurde analog
der Durchtränkung mit der Lösung von Co(N03)2 in Beispiel 1 durchgeführt. Den durchtränkten
Block erhitzte man allmählich auf eine Temperatur von 12000, hielt 1 Stunde bei
120°C, erhitzte dann allmählich auf eine Temperatur von 45000 und hielt bei dieser
Temperatur 2 Stunden. Dann brachte man in die Grundlage 0,24 RuO2 analog dem in
Beispiel 10 beschriebenen ein. Der auf diese Weise behandelte Graphitblock wurde
evakuiert und dann mit Steinkohlenteerpech (Tropfpunkt 95°C), erhitzt auf eine Temperatur
von 220°C, unter einem Druck von 10 at Überdruck durchtränkt.
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Die auf diese Weise hergestellte Elektrode enthielt 9,5X eines Gemisches
von Aluminium- und Kobaltoxid, ,2*
Ru02 und 11,5% Steinkohlenteerpech.
Die Elektrode wurde unter den in Beispiel 1 beschriebenen Bedingungen geprüft.
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Die Gewichtsabnahme der Elektrode betrug in 10 Tagen der Prüfung 22,5
g.
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Beispiel 15. Eine erfindungsgemäße Graphitelektrode der in Beispiel
6 beschriebenen Abmessungen wies eine Grundlage aus Graphit mit einer Porosität
von 27So auf. In die Graphitgrundlage brachte man 2,4>o gemischtes Oxyd von Ruthenium
und Titan durch Durcntränken mit wässeriger Lösung von RuC13 und TiCl3 ein ureter
anschließender Trocknung und Glühung analog dem Beispiel 4 . . Dann brachte man
in die Grundlage 1% eines Gemisches von Paraffin (Tropfpunkt 55°C) und Polyäthylen
im Verhältnis 1:1 durch Durchtränken mit einer Lösung von 55 g/l Polyäthylen und
55 g/l Paraffin in CU14 ein. Die Durchtränkung und Trocknung wurde analog dem Einbringen
von Polyäthylen in Beispiel 10 durchgeführt.
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Die auf diese Weise bereitete Elektrode enthielt 2,4% gemischtes
Oxyd von Ruthenium und Titan und 1% eines Gemisches von Paraffin und Polyäthylen
(das Gemisch ist ein fester Stoff bei der Temperatur der Elektrode bei der Elektrolyse).
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Die Elektrode wurde unter den in Beispiel 10 beschriebenen Bedingungen
geprüft. Die Gewichtsabnahme der Elektrode betrug in 10 ragen der Prüfung 54,2 g.
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Beispiel 16. Eine erfindungsgemäße Graphitelektrode der in Beispiel
1 beschriebenen Abmessungen wies eine Grundlage aus Graphit mit einer Porosität
von 20% auf. In den Graphitblock brachte man Co3O4 analog zu Beispiel 1 ein, durchtränkte
dann den Block mit einer Lösung von Polystyrol (80 g/l)
und Polymethylmethakrylat
(10 g/l) in Styrol, stabilisiert mit Hydrochinon. Die Durchtränkung und die nachfolgende
Trocknung wurde genauso wie auch bei der Durchtränkung mit der Lösung von Polystyrol
im Styrol in Beispiel 1 durchgeführt. Die Operationen der Durchtränkung und Trocknung
wurden zweimal durchgeführt.
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Die auf diese Weise hergestellte Elektrode enthielt 0,5% CO3O4 und
1,5% eines Gemisches von Polystyrol und Polymethylmethakrylat (das Gemisch ist ein
fester Stoff bei der Temperatur der Elektrode bei der Elektrolyse). Die Elektrode
wuide unter den in Beispiel 1 beschriebenen Bedingungen durchgeführt. Die Gewichtsabnahme
der Elektrode betrug in den ersten 10 Tagen der Prüfung 16,6 g, in den zweiten 10
Tagen 34,7g, in den dritten 10 Tagen 37,3 g.
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Zur deutlicher Herausstellung des Wesens der Erfindungen sind die
Ergebnisse der Prüfung der Elektroden bei der Elektrolyse von NaCl mit einer Konzentration
von 280 bis 300 g/l bei 80 bis 85°C (Bedingungen der Herstellung von Chlor und kaustischer
Soda) sowie unter den Bedingungen der Herstellung von Natriumchlorat in Tabelle
1 beziehungsweise 2 angeführt.
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Die angeführten Beispiele zeigen, da1 die erfindungsgemäße Elektrode
wesentliche Vorteile gegenüber den bekannten Graphitelektroden besitzt, wobei der
Effekt der Senkung der Verschleißgeschwindigkeit der Elektrode erfindungsgemäß kein
summarischer Effekt ist. bo betrug für die bekannten Elektroden aus dem beispiel
1 die durchschnittliche Verschleißgeschwindigkeit in der Zeit von 20 bis 30 Tagen
nach dem Beginn
der Prüfungen (in der Zeit, wo die Verschleißgeschwindigkeit
unter der stationären liegt) 90,9X0 beziehungsweise 66,7% der durchschnittlichen
Verschleißgeschwindigkeit der unbehandelten Graphitelektrode in demselben Zeitraum.
Bei der Vereinigung<in den Poren der Elektrode>des elektrokatalytischen Stoffes
und des inerten organischen Stoffes konnte man erwarten, daß die Verschleißgeschwindigkeit
60,6% der Verschleißgeschwindigkeit der unbehandelten Elektrode betragen wird. In
der Tat betrug diese nur 47,4%, das heißt sie war um das l,3fache niedriger, was
ein überraschender, unerwarteter Effekt ist. Ein noch überraschenderer Effekt ist
die Verringerung <um einige Male>der stationären Verschleißgeschwindigkeit
der Elektrode bei der Vereinigung der bekannten Tränkmittel in solchen Mengen,die
jeweils individuell einen sehr rn geringen positiven Effekt liefe / oder zu einer
Beschleunigung des Verscnleißes führt. bo verringert das Einbringen von 0,560 Co3O4
(Beispiel 1) die stationäre Verschleißgeschwindigkeit um das 1,1 fache. Das Einbringen
von 9% Polystyrol (Beispiel 2) oder von 9% oxydiertem Erdölbitumen (Beispiel 3)
führte zu einer Zunahme der Verschleißgeschwindigkeit bis zu einem katastrophalen
Betrag. Demgegenüber war die staeiner tionäre Verschleißgeschwindigkeit Elektrode,
welche 0,5% Co3O4 und 9% Polystyrol (Beispiel 2) oder 0,5% Co3O4 und 9% oxydiertes
Erdölbitumen (Beispiel 3) enthält, 3,5mal niedriger als die der unbehandelten Elektrode.
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(Fortsetzung der Tabelle) Tabelle 1: Prüfergebnisse von Elektroden
auf Graphitgrundlage mit einer Porosität von 20% unter den Bedingungen der Elektrolyse
von NaCl-Lösungen der Konzentration 280 bis 300 g/l bei 80 bis 85°C Nr. des Elektrokatalytischer
Inerter organischer Stoff Verschleiß der Anode (g) während der Beispiels Zusatz
Prüfung in Tagen 0-10 10-20 20-30 1 - - 55,2 75,0 82,1 1 0,5% Co3O4 - 18,7 53,5
74,6 1 - 1,5% Polystyrol 31,3 49,2 54,8 1 0,5% Co3O4 1,5% Polystyrol 15,3 34,4 38,9
2 - 9% Polystyrol vollständige - -Zerstörung 2 0,5% Co3O4 9% Polystyrol 17,2 21,4
21,6 3 - 9% oxydiertes Erdölbitumen vollständige - -Zerstörung 3 0,5% Co3O4 9% oxydiertes
Erdölbitumen 19,3 21,6 21,7 4 1,3% TiO2 + RuO2 10%Polyesterharz 18,3 23,2 25,4 8
0,3% FeO4 + RuO2 10,5% Polyesterakrylat 20,2 - -9 0,5% MnO2 + Co3O4 7% Phenolformaldehydharz
18,5 20,2 20,6 11 0,2% RuO2 8,5% Furanharz 17,3 22,8 23,2 12 0,5% Pt 2% Polyvinylchlorid
16,7 31,3 33,2
Nr. des Elektrokatalytischer Inerter organischer
Verschleiß der Anode (g) während Beispiels Zusatz Stoff der Prüfung in Tagen 0-10
10-20 20-30 14 0,5% (Al2O3+Co3O4+ 11,5% Steinkohlen- 22,5 - -+0,2% RuO2) teerpech
16 0,5% Co3O4 1,5% Gemisch von Poly- 16,6 34,7 37,3 styrol mit Polymethylmethakrylat
* bekannte Elektroden
von auf Tabelle 2: Prüfergebnisse Elektroden
Graphitgrundlage mit einer Porosität von 27% unter den Bedingungen der Herstellung
von Natriumchlorat Nr. des Elektrokatalytischer Inerter organischer Verschleiß der
Anode (g) Beispiels Zusatz Stoff während der Prüfung in Tagen 0-10 10-20 20-30 6*
- 2,4 2,8 4,6 6* 85 Co3O4 - 1,5 2,7 4,6 6* - 3% Polymerisationsprodukt von Tallölfirnis
1,1 1,9 2,4 6 8% Co3O4 3% Polymerisationsprodukt von Tallölfirnis 0,9 1,2 1,3 7
8% Co3O4 3% Kopolymerisationsprodukt 0,7 1,3 1,5 von Tall- und Leinöl 13 0,1% SiO2
0,2% RuO2 1,2% Polymethylmethakrylat 1,0 1,5 1,7 *bekannte Elektroden