EA023880B1 - Электрод для выделения кислорода в промышленных электрохимических процессах - Google Patents

Электрод для выделения кислорода в промышленных электрохимических процессах Download PDF

Info

Publication number
EA023880B1
EA023880B1 EA201391083A EA201391083A EA023880B1 EA 023880 B1 EA023880 B1 EA 023880B1 EA 201391083 A EA201391083 A EA 201391083A EA 201391083 A EA201391083 A EA 201391083A EA 023880 B1 EA023880 B1 EA 023880B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
tantalum
oxides
iridium
electrode according
layer
Prior art date
Application number
EA201391083A
Other languages
English (en)
Other versions
EA201391083A1 (ru
Inventor
Аличе Кальдерара
Фабио Сала
Фабио Тимпано
Original Assignee
Индустрие Де Нора С.П.А.
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 Индустрие Де Нора С.П.А. filed Critical Индустрие Де Нора С.П.А.
Publication of EA201391083A1 publication Critical patent/EA201391083A1/ru
Publication of EA023880B1 publication Critical patent/EA023880B1/ru

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B11/00—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for
    • C25B11/04—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for characterised by the material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B1/00—Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
    • C25B1/01—Products
    • C25B1/02—Hydrogen or oxygen
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B1/00—Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
    • C25B1/01—Products
    • C25B1/02—Hydrogen or oxygen
    • C25B1/04—Hydrogen or oxygen by electrolysis of water
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B11/00—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for
    • C25B11/04—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for characterised by the material
    • C25B11/051—Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier
    • C25B11/073—Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier characterised by the electrocatalyst material
    • C25B11/091—Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier characterised by the electrocatalyst material consisting of at least one catalytic element and at least one catalytic compound; consisting of two or more catalytic elements or catalytic compounds
    • C25B11/093—Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier characterised by the electrocatalyst material consisting of at least one catalytic element and at least one catalytic compound; consisting of two or more catalytic elements or catalytic compounds at least one noble metal or noble metal oxide and at least one non-noble metal oxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25C—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25C7/00—Constructional parts, or assemblies thereof, of cells; Servicing or operating of cells
    • C25C7/02—Electrodes; Connections thereof
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/36—Hydrogen production from non-carbon containing sources, e.g. by water electrolysis

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Electrodes For Compound Or Non-Metal Manufacture (AREA)
  • Chemically Coating (AREA)
  • Electrolytic Production Of Metals (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Abstract

Изобретение относится к покрытиям для анодов, пригодных для выделения кислорода в электрохимических процессах, содержащим один или более каталитических слоев и внешнее покрытие. Такое внешнее покрытие имеет состав на основе оксидов тантала, или оксидов олова, или оксидов циркония и нанесено в количестве 2-7 г/м. Изобретение позволяет удовлетворить существующую потребность в кислородвыделяющих анодах, характеризующихся низким перенапряжением выделения кислорода и более высокими сроками службы даже в особенно критических условиях процесса, таких как высокая плотность тока или наличие особенно агрессивных электролитов, например, из-за присутствия примесей.

Description

Изобретение относится к электроду, пригодному для работы в качестве анода в электрохимических ячейках, например в качестве кислородвыделяющего анода в электролизных ячейках для электрометаллургических процессов.
Предпосылки изобретения
Изобретение относится к электроду для использования в промышленных электрохимических процессах, например в электролитических применениях, в которых предполагается выделение кислорода на аноде. Аноды для выделения кислорода широко используются в различных электролизных применениях, некоторые из которых относятся к области электрометаллургии, охватывая широкий спектр с точки зрения применяемой плотности тока, которая может быть очень низкой (например, несколько сотен А/м2, как в случае процессов электрохимического выделения металлов) или же очень высокой (например, при высокоскоростном нанесении гальванических покрытий, которое может осуществляться при плотности тока свыше 10 кА/м2 в расчете на поверхность анода); другой областью применения кислородвыделяющих анодов является катодная защита с наложенным током. Электроды, пригодные для анодного выделения кислорода, можно получить, исходя из подложек из вентильного металла, например титана и его сплавов, покрывая их каталитическими композициями на основе переходных металлов или их оксидов, характеризующихся их способностью снижать перенапряжение анодной реакции разряда кислорода, которое в отсутствие каталитических систем является слишком высоким для осуществления промышленных процессов. Композиция, пригодная для катализа реакции анодного выделения кислорода, например, состоит из смеси оксидов иридия и тантала, где иридий выполняет роль каталитически активного вещества, а тантал способствует образованию плотного покрытия, способного защищать подложку из вентильного металла от явлений коррозии, особенно при работе с агрессивными электролитами. Состав анода, пригодного для анодного выделения кислорода во многих промышленных электрохимических процессах, включает титановую подложку и каталитическое покрытие, состоящее из оксидов иридия и тантала с молярным составом в пересчете на металлы 65% 1г и 35% Та. В некоторых случаях, например, для обеспечения возможности работы с сильнокислыми или по-другому коррозионными электролитами может быть выгодно ввести между титановой подложкой и каталитическим покрытием промежуточный защитный слой, например, состоящий из оксидов титана и тантала с молярным составом 80% Τι и 20% Та в пересчете на металлы. Этот тип электродов может быть изготовлен различными способами, например путем термического разложения раствора-предшественника при высокой температуре, например 400-600°С. В других случаях, таких как описанные в патенте И8 5578176, между титановой подложкой и каталитическим покрытием может быть расположен барьерный слой оксида металла или керамического оксида, полученный травлением, распылением расплава или дробеструйной обработкой, чтобы улучшить адгезию последнего к поверхности электрода. Электроды с указанными выше характеристиками могут удовлетворить требованиям некоторых промышленных применений как при низкой, так и при высокой плотности тока, с приемлемыми сроками службы. Однако экономика некоторых производственных процессов, особенно в области металлургии (например, гальваническое осаждение меди при производстве печатных плат и медной фольги), требует электродов, имеющих более высокую долговечность в сочетании с приемлемо сниженным потенциалом выделения кислорода даже при высокой плотности тока - потенциал выделения кислорода в действительности является одним из основных факторов, определяющих рабочее напряжение процесса и тем самым общее потребление энергии. Кроме того, срок службы анодов на основе благородных металлов или их оксидов на подложках из вентильных металлов заметно снижается в присутствии особенно агрессивных примесей, которые могут вызывать явления ускоренной коррозии или загрязнения поверхности анода. Поэтому существует потребность в кислородвыделяющих анодах, характеризующихся низким перенапряжением выделения кислорода и более высокими сроками службы даже в особенно критических условиях процесса, таких как высокая плотность тока или наличие особенно агрессивных электролитов, например, из-за присутствия примесей.
Сущность изобретения
Различные аспекты изобретения изложены в прилагаемой формуле изобретения.
В одном варианте осуществления настоящее изобретение относится к электроду для выделения кислорода в электрохимических процессах, содержащему подложку из вентильного металла, каталитическое покрытие, содержащее внутренний слой оксидов иридия и тантала с молярным составом 60-70% 1г и 30-40% Та в пересчете на металлы, и внешнее покрытие, содержащее 2-7 г/м2 оксида вентильного металла.
В целях данного изобретения термин вентильный металл в данном контексте означает металл, который при окислении позволяет проходить электрическому току, если он служит катодом, но не пропускает ток, если он служит анодом, в соответствии с определением, изложенным в патенте И8 6287673. Примеры вентильных металлов включают магний, торий, кадмий, вольфрам, олово, железо, серебро, кремний, тантал, титан, алюминий, цирконий и ниобий.
В одном варианте осуществления внешнее покрытие состоит из оксида единственного вентильного металла. Преимуществом этого может являться сохранение поведения вентильного металла внешнего слоя, поскольку взаимодействие вентильного металла внешнего слоя с другим элементом иной валентно- 1 023880 сти может вызывать эффект легирования и препятствовать сопротивлению протекания анодного тока.
Изобретатели с удивлением обнаружили, что введение внешнего покрытия из оксидов вентильного металла при установленном удельном содержании способно значительно увеличивать долговечность электрода, используемого для анодного выделения кислорода, в то же время улучшая его устойчивость к действию присутствующих примесей, при незначительном влиянии на потенциал выделения кислорода.
В одном варианте осуществления каталитическое покрытие состоит из нескольких слоев и включает также второй промежуточный слой из оксидов иридия, тантала и титана с молярным составом 76-84% 1г, 15-23% Та, 0,2-1,3% Τι в пересчете на металлы, расположенный между первым каталитическим слоем и внешним слоем. Преимуществом этого может являться дальнейшее повышение долговечности электрода.
В одном варианте осуществления оксиды вентильных металлов внешнего слоя представляют собой оксиды тантала, или олова, или циркония.
В одном варианте осуществления удельное содержание иридия в каталитическом слое составляет 550 г/м2. В одном варианте осуществления удельное содержание оксидов во внешнем слое каталитического слоя согласно изобретению составляет 2,9-3,5 г/м2. Преимуществом этого может являться обеспечение того, что влияние на потенциал выделения кислорода становится пренебрежительно малым или равным нулю.
В одном варианте осуществления электрод включает промежуточный защитный слой на основе оксидов титана или тантала, расположенный между подложкой и каталитическим покрытием.
В другом аспекте изобретение относится к способу производства электрода с описанными выше характеристиками, включающему формирование внешнего слоя, имеющего состав, как описано выше, путем нанесения и последующего термического разложения раствора, содержащего предшественник тантала, или олова, или циркония.
В другом аспекте изобретение относится к промышленному электрохимическому процессу, включающему анодное выделение кислорода из электролитической ванны на электроде, обладающем описанными выше характеристиками.
Некоторые из наиболее значимых результатов, полученных изобретателями, представлены в следующих примерах, которые не предназначены ограничивать объем изобретения.
Пример 1.
Лист титана 1-го сорта размером 200x200x3 мм обезжиривали и подвергали сначала пескоструйной обработке чугунной крошкой до получения значения шероховатости поверхности Κζ, равного 70-100 мкм, затем травлению в 20 вес.% соляной кислоте (НС1) при температуре 90-100°С в течение 20 мин.
После высушивания на лист наносили защитный слой на основе оксидов титана и тантала в весовом отношении 80:20 с общим удельным содержанием 0,6 г/м2 в пересчете на металлы (эквивалентно 0,87 г/м2 в пересчете на оксиды). Нанесение защитного слоя выполняли покраской в три слоя раствором предшественника, полученным добавлением водного раствора ТаС15, подкисленного соляной кислотой, к водному раствору ТтС14, с последующим термическим разложением при 500°С.
Затем на защитный слой наносили каталитическое покрытие на основе оксидов иридия и тантала в весовом отношении 65:35 (эквивалентно молярному отношению примерно 66,3:36,7) с общим удельным содержанием иридия 10 г/м2.
Электрод подвергали термической обработке в течение 2 ч при 515°С, затем нанесение внешнего покрытия (3 г/м2 в пересчете на оксиды) выполняли покраской в два слоя водным раствором ТаС15, подкисленным соляной кислотой.
Три образца поверхности размером 1 см2 вырезали из полученного таким образом электрода и подвергали ускоренному испытанию на срок службы при анодном выделении кислорода, измеряя время деактивации (определяемое как время работы, необходимое для наблюдения повышения потенциала в 1 В) в серной кислоте (Н2§04) с концентрацией 150 г/л при температуре 60°С и плотности тока 30 кА/м2.
Среднее время деактивации для трех образцов составляло 1370 ч.
Пример 2.
Лист титана 1-го сорта размером 200x200x3 мм обезжиривали и подвергали сначала пескоструйной обработке чугунной крошкой до получения значения шероховатости поверхности Κζ, равного 70-100 мкм, затем травлению в 20 вес.% соляной кислоте при температуре 90-100°С в течение 20 мин.
После высушивания на лист наносили защитный слой на основе оксидов титана и тантала в весовом отношении 80:20 с общим удельным содержанием 0,6 г/м2 в пересчете на металлы (эквивалентно 0,87 г/м2 в пересчете на оксиды). Нанесение защитного слоя выполняли покраской в три слоя раствором предшественника, полученным добавлением водного раствора ТаС15, подкисленного соляной кислотой, к водному раствору ТтС14, с последующим термическим разложением при 500°С.
Затем на защитный слой наносили каталитическое покрытие на основе оксидов иридия и тантала в весовом отношении 65:35 (эквивалентно молярному отношению примерно 66,3:36,7) с общим удельным содержанием иридия 10 г/м2. Электрод подвергали термической обработке в течение 2 ч при 515°С, затем выполняли нанесение внешнего покрытия (3,4 г/м2 в пересчете на оксиды) покраской в два слоя рас- 2 023880 твором δη в 0,9 М уксусной кислоте.
Три образца поверхности размером 1 см2 вырезали из полученного таким образом электрода и подвергали ускоренному испытанию на срок службы при анодном выделении кислорода, измеряя время деактивации (определяемое как время работы, необходимое для наблюдения повышения потенциала в 1 В) в серной кислоте с концентрацией 150 г/л при температуре 60°С и плотности тока 30 кА/м2.
Среднее время деактивации для трех образцов составляло 1440 ч.
Пример 3.
Лист титана 1-го сорта размером 200x200x3 мм обезжиривали и подвергали сначала пескоструйной обработке чугунной крошкой до получения значения шероховатости поверхности Κζ, равного 70-100 мкм, затем травлению в 20 вес.% соляной кислоте при температуре 90-100°С в течение 20 мин.
После высушивания на лист наносили защитный слой на основе оксидов титана и тантала в весовом отношении 80:20 с общим удельным содержанием 0,6 г/м2 в пересчете на металлы (эквивалентно 0,87 г/м2 в пересчете на оксиды). Нанесение защитного слоя выполняли покраской в три слоя раствором предшественника, полученным добавлением водного раствора ТаС15, подкисленного соляной кислотой, к водному раствору ПС14, с последующим термическим разложением при 500°С.
Затем на защитный слой наносили каталитическое покрытие, состоящее из двух различных слоев: первый (внутренний) слой на основе оксидов иридия и тантала в весовом отношении 65:35 (эквивалентно молярному отношению примерно 66,3:36,7) с общим удельным содержанием иридия 2 г/м2, и второй (внешний) слой на основе оксидов иридия, тантала и титана в весовом отношении 78:20:2 (соответствующем молярному отношению примерно 80,1:19,4:0,5) с общим удельным содержанием иридия 10 г/м2.
Нанесение внутреннего каталитического слоя выполняли покраской в 2 слоя раствором предшественником, полученным добавлением Н21гС16 к водному раствору ТаС15 до достижения концентрации 1г, равной 76 г/л, с последующим термическим разложением при 520°С.
Нанесение внешнего каталитического слоя выполняли покраской в 4 слоя раствором предшественника, полученным добавлением водного раствора ТаС15, подкисленного соляной кислотой, к водному раствору ПС14, затем добавлением Н21гС16 до достижения концентрации 1г, равной 195 г/л, с последующим термическим разложением при 480°С. Электрод подвергали термической обработке в течение 2 ч при 515°С, затем выполняли нанесение внешнего покрытия (3 г/м2 в пересчете на оксиды) покраской в два слоя водным раствором ТаС15, подкисленным соляной кислотой.
Три образца поверхности размером 10 см2 вырезали из полученного таким образом электрода и подвергали ускоренному испытанию на срок службы при анодном выделении кислорода, измеряя время деактивации (определяемое как время работы, необходимое для наблюдения повышения потенциала в 1 В) в серной кислоте с концентрацией 150 г/л при температуре 60°С и плотности тока 30 кА/м2.
Среднее время деактивации для трех образцов составляло 2420 ч.
Пример 4.
Лист титана 1-го сорта размером 200x200x3 мм обезжиривали и подвергали сначала пескоструйной обработке чугунной крошкой до получения значения шероховатости поверхности Κζ, равного 70-100 мкм, затем травлению в 20 вес.% соляной кислоте при температуре 90-100°С в течение 20 мин.
После высушивания на лист наносили защитный слой на основе оксидов титана и тантала в весовом отношении 80:20 с общим удельным содержанием 0,6 г/м2 в пересчете на металлы (эквивалентно 0,87 г/м2 в пересчете на оксиды). Нанесение защитного слоя выполняли покраской в три слоя раствором предшественника, полученным добавлением водного раствора ТаС15, подкисленного соляной кислотой, к водному раствору ПС14, с последующим термическим разложением при 500°С.
Затем на защитный слой наносили каталитическое покрытие, состоящее из двух различных слоев: первый (внутренний) слой на основе оксидов иридия и тантала в весовом отношении 65:35 (эквивалентно молярному отношению примерно 66,3:36,7) с общим удельным содержанием иридия 2 г/м2, и второй (внешний) слой на основе оксидов иридия, тантала и титана в весовом отношении 78:20:2 (соответствующем молярному отношению примерно 80,1:19,4:0,5) с общим удельным содержанием иридия 10 г/м2.
Нанесение внутреннего каталитического слоя выполняли покраской в 2 слоя раствором предшественника, полученным добавлением Н21гС16 к водному раствору ТаС15 до достижения концентрации 1г, равной 76 г/л, с последующим термическим разложением при 520°С.
Нанесение внешнего каталитического слоя выполняли покраской в 4 слоя раствором предшественника, полученным добавлением водного раствора ТаС15, подкисленного соляной кислотой, к водному раствору ПС14, затем добавлением Н21гС16 до достижения концентрации 1г, равной 195 г/л, с последующим термическим разложением при 480°С. Электрод подвергали термической обработке в течение 2 ч при 515°С, затем выполняли нанесение внешнего покрытия (3,4 г/м2 в пересчете на оксиды) покраской в два слоя раствором δη в 0,9 М уксусной кислоте.
Три образца поверхности размером 10 см2 вырезали из полученного таким образом электрода и подвергали ускоренному испытанию на срок службы при анодном выделении кислорода, измеряя время деактивации (определяемое как время работы, необходимое для наблюдения повышения потенциала в 1 В) в серной кислоте с концентрацией 150 г/л при температуре 60°С и плотности тока 30 кА/м2.
- 3 023880
Среднее время деактивации для трех образцов составляло 1800 ч.
Сравнительный пример 1.
Лист титана 1-го сорта размером 200x200x3 мм обезжиривали и подвергали сначала пескоструйной обработке чугунной крошкой до получения значения шероховатости поверхности Κζ, равного 70-100 мкм, затем травлению в 20 вес.% соляной кислоте при температуре 90-100°С в течение 20 мин.
После высушивания на лист наносили защитный слой на основе оксидов титана и тантала в весовом отношении 80:20 с общим удельным содержанием 0,6 г/м2 в пересчете на металлы (эквивалентно 0,87 г/м2 в пересчете на оксиды). Нанесение защитного слоя выполняли покраской в три слоя раствором предшественника, полученным добавлением водного раствора ТаС15, подкисленного соляной кислотой, к водному раствору ПС14, с последующим термическим разложением при 500°С.
Затем на защитный слой наносили каталитическое покрытие на основе оксидов иридия и тантала в весовом отношении 65:35 (эквивалентно молярному отношению примерно 66,3:36,7) с общим удельным содержанием иридия 10 г/м2.
Три образца поверхности размером 1 см2 вырезали из полученного таким образом электрода и подвергали ускоренному испытанию на срок службы при анодном выделении кислорода, измеряя время деактивации (определяемое как время работы, необходимое для наблюдения повышения потенциала в 1 В) в серной кислоте с концентрацией 150 г/л при температуре 60°С и плотности тока 30 кА/м2.
Среднее время деактивации для трех образцов составляло 660 ч.
Сравнительный пример 2.
Лист титана 1-го сорта размером 200x200x3 мм обезжиривали и подвергали сначала пескоструйной обработке чугунной крошкой до получения значения шероховатости поверхности Κζ, равного 70-100 мкм, затем травлению в 20 вес.% соляной кислоте при температуре 90-100°С в течение 20 мин.
После высушивания на лист наносили защитный слой на основе оксидов титана и тантала в весовом отношении 80:20 с общим удельным содержанием 0,6 г/м2 в пересчете на металлы (эквивалентно 0,87 г/м2 в пересчете на оксиды). Нанесение защитного слоя выполняли покраской в три слоя раствором предшественника, полученным добавлением водного раствора ТаС15, подкисленного соляной кислотой, к водному раствору ПС14, с последующим термическим разложением при 500°С.
Затем на защитный слой наносили каталитическое покрытие, состоящее из двух различных слоев: первый (внутренний) слой на основе оксидов иридия и тантала в весовом отношении 65:35 (эквивалентно молярному отношению примерно 66,3:36,7) с общим удельным содержанием иридия 2 г/м2, и второй (внешний) слой на основе оксидов иридия, тантала и титана в весовом отношении 78:20:2 (соответствующем молярному отношению примерно 80,1:19,4:0,5) с общим удельным содержанием иридия 10 г/м2.
Нанесение внутреннего каталитического слоя выполняли покраской в 2 слоя раствором предшественника, полученным добавлением Н21гС16 к водному раствору ТаС15 до достижения концентрации 1г, равной 76 г/л, с последующим термическим разложением при 520°С.
Нанесение внешнего каталитического слоя выполняли покраской в 4 слоя раствором предшественника, полученным добавлением водного раствора ТаС15, подкисленного соляной кислотой, к водному раствору ПС14, затем добавлением Н21гС16 до достижения концентрации 1г, равной 195 г/л, с последующим термическим разложением при 480°С.
Три образца поверхности размером 10 см2 вырезали из полученного таким образом электрода и подвергали ускоренному испытанию на срок службы при анодном выделении кислорода, измеряя время деактивации (определяемое как время работы, необходимое для наблюдения повышения потенциала в 1 В) в серной кислоте с концентрацией 150 г/л при температуре 60°С и плотности тока 30 кА/м2.
Среднее время деактивации для трех образцов составляло 1320 ч.
Предшествующее описание не предназначено для ограничения изобретения, которое может быть применено в соответствии с разными вариантами осуществления без отклонения от его рамок, и объем которого однозначно определяется прилагаемой формулой изобретения.
Везде в описании и формуле изобретения данной заявки слова содержать и включать в себя и их варианты, такие как содержащий и содержит, не подразумевают исключения присутствия других элементов или добавок.
Обсуждение документов, действий, материалов, устройств, изделий и тому подобного предназначено в данном описании исключительно для целей предоставления контекста для данного изобретения. Это не предполагает и не представляет собой указания на то, что любое из этих объектов или все они образуют часть существующего уровня техники, или что они были общеизвестны в области, относящейся к настоящему изобретению, до даты приоритета каждого пункта формулы данной заявки.

Claims (9)

  1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
    1. Электрод для выделения кислорода в электрохимических процессах, содержащий подложку из вентильного металла, каталитическое покрытие, содержащее первый слой оксидов иридия и тантала с молярным составом, равным 60-70% 1г и 30-40% Та в пересчете на металлы, и внешнее покрытие, состоящее из 2-7 г/м2 оксида единственного вентильного металла, причем упомянутым вентильным метал- 4 023880 лом является магний, торий, кадмий, вольфрам, олово, железо, серебро, кремний, тантал, титан, алюминий, цирконий или ниобий.
  2. 2. Электрод по п.1, где упомянутый оксид вентильного металла представляет собой оксид тантала, или оксид олова, или оксид циркония.
  3. 3. Электрод по п.2, где упомянутое внешнее покрытие нанесено в количестве 2,9-3,5 г/м2.
  4. 4. Электрод по любому из пп.1-3, где упомянутое каталитическое покрытие дополнительно содержит второй слой оксидов иридия, тантала и титана с молярным составом, равным 76-84% 1г, 15-23% Та, 0,2-1,3% Τι в пересчете на металлы, расположенный между упомянутым первым каталитическим слоем и упомянутым внешним покрытием.
  5. 5. Электрод по любому из пп.1-4, где упомянутое каталитическое покрытие имеет суммарное удельное содержание иридия, равное 5-50 г/м2.
  6. 6. Электрод по любому из пп.1-5, включающий промежуточный защитный слой на основе оксидов титана или тантала, расположенный между упомянутой подложкой и упомянутым каталитическим покрытием.
  7. 7. Электрод по п.6, где упомянутое каталитическое покрытие имеет суммарное удельное содержание иридия, равное 8-15 г/м2.
  8. 8. Способ производства электрода по любому из пп.1-7, включающий следующие этапы: формирование упомянутого первого каталитического слоя путем нанесения на подложку из вентильного металла раствора, содержащего предшественники иридия и тантала, с молярным отношением 60-70% 1г и 30-40% Та в пересчете на металлы и последующего его термического разложения;
    формирование упомянутого внешнего покрытия путем нанесения поверх упомянутого первого слоя раствора, содержащего предшественник тантала, или олова, или циркония, и последующего его термического разложения, причем удельное содержание оксида тантала, или олова, или циркония составляет 2-7 г/м2.
  9. 9. Промышленный электрохимический процесс, включающий анодное выделение кислорода из электролитической ванны с использованием электрода по любому из пп.1-7.
EA201391083A 2011-01-26 2012-01-25 Электрод для выделения кислорода в промышленных электрохимических процессах EA023880B1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT000089A ITMI20110089A1 (it) 2011-01-26 2011-01-26 Elettrodo per evoluzione di ossigeno in processi elettrochimici industriali
PCT/EP2012/051079 WO2012101141A1 (en) 2011-01-26 2012-01-25 Electrode for oxygen evolution in industrial electrochemical processes

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA201391083A1 EA201391083A1 (ru) 2013-12-30
EA023880B1 true EA023880B1 (ru) 2016-07-29

Family

ID=43975424

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA201391083A EA023880B1 (ru) 2011-01-26 2012-01-25 Электрод для выделения кислорода в промышленных электрохимических процессах

Country Status (18)

Country Link
US (1) US20130306489A1 (ru)
EP (1) EP2668315B1 (ru)
JP (1) JP5918273B2 (ru)
KR (1) KR101789358B1 (ru)
CN (1) CN103328689B (ru)
AR (1) AR084772A1 (ru)
AU (1) AU2012210549B2 (ru)
BR (1) BR112013018556B1 (ru)
CA (1) CA2824815C (ru)
EA (1) EA023880B1 (ru)
HK (1) HK1187963A1 (ru)
IT (1) ITMI20110089A1 (ru)
MX (1) MX354202B (ru)
MY (1) MY176682A (ru)
PL (1) PL2668315T3 (ru)
SG (2) SG10201510610RA (ru)
TW (1) TWI579410B (ru)
WO (1) WO2012101141A1 (ru)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ITMI20122035A1 (it) 2012-11-29 2014-05-30 Industrie De Nora Spa Elettrodo per evoluzione di ossigeno in processi elettrochimici industriali
US10415146B2 (en) * 2014-10-21 2019-09-17 Evoqua Water Technologies Llc Electrode with two layer coating, method of use, and preparation thereof
CN107002262B (zh) 2014-11-10 2019-10-29 国立大学法人横浜国立大学 氧气发生用阳极
EP3314041B1 (en) * 2015-06-23 2019-05-08 Industrie De Nora S.P.A. Electrode for electrolytic processes
CN106367779A (zh) * 2016-11-07 2017-02-01 南昌专腾科技有限公司 一种多孔钛基电极材料及其制备方法
CN107829109B (zh) * 2017-10-20 2019-09-27 上海同臣环保有限公司 一种钛基二氧化铱涂层电极及其制备方法
WO2020041575A1 (en) * 2018-08-22 2020-02-27 The University Of North Carolina At Greensboro Compositions and methods for enhancing electrocatalytic efficiencies
CN112553657B (zh) * 2019-09-10 2023-06-02 马赫内托特殊阳极（苏州）有限公司 一种电极及其制备方法和用途

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5156726A (en) * 1987-03-24 1992-10-20 Tdk Corporation Oxygen-generating electrode and method for the preparation thereof
JPH05287572A (ja) * 1992-04-14 1993-11-02 Tdk Corp 酸素発生用電極およびその製造方法
US5578176A (en) * 1989-06-30 1996-11-26 Eltech Systems Corporation Method of preparing electrodes of improved service life
US20010042682A1 (en) * 2000-05-15 2001-11-22 Oleh Weres Electrode and electrochemical cell for water purification
US20050211553A1 (en) * 2002-05-24 2005-09-29 Corrado Mojana Electrode for gas evolution and method for its production

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6022075B2 (ja) * 1983-01-31 1985-05-30 ペルメレック電極株式会社 耐久性を有する電解用電極及びその製造方法
IT1208128B (it) * 1984-11-07 1989-06-06 Alberto Pellegri Elettrodo per uso in celle elettrochimiche, procedimento per la sua preparazione ed uso nell'elettrolisi del cloruro disodio.
JPH0499294A (ja) * 1990-08-09 1992-03-31 Daiso Co Ltd 酸素発生用陽極及びその製法
KR100196094B1 (ko) * 1992-03-11 1999-06-15 사토 히로시 산소발생전극
JP3653296B2 (ja) * 1995-01-23 2005-05-25 石福金属興業株式会社 電解用電極及びその製造方法
US6287673B1 (en) 1998-03-03 2001-09-11 Acktar Ltd. Method for producing high surface area foil electrodes
JP3810043B2 (ja) * 1998-09-30 2006-08-16 ペルメレック電極株式会社 クロムめっき用電極
US6527939B1 (en) * 1999-06-28 2003-03-04 Eltech Systems Corporation Method of producing copper foil with an anode having multiple coating layers
US20070080071A1 (en) * 2005-10-12 2007-04-12 All My Relations, Inc. Internal combustion apparatus and method utilizing electrolysis cell

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5156726A (en) * 1987-03-24 1992-10-20 Tdk Corporation Oxygen-generating electrode and method for the preparation thereof
US5578176A (en) * 1989-06-30 1996-11-26 Eltech Systems Corporation Method of preparing electrodes of improved service life
JPH05287572A (ja) * 1992-04-14 1993-11-02 Tdk Corp 酸素発生用電極およびその製造方法
US20010042682A1 (en) * 2000-05-15 2001-11-22 Oleh Weres Electrode and electrochemical cell for water purification
US20050211553A1 (en) * 2002-05-24 2005-09-29 Corrado Mojana Electrode for gas evolution and method for its production

Also Published As

Publication number Publication date
PL2668315T3 (pl) 2017-12-29
EA201391083A1 (ru) 2013-12-30
AR084772A1 (es) 2013-06-26
MX2013008525A (es) 2013-11-01
TW201231729A (en) 2012-08-01
BR112013018556A2 (pt) 2018-11-06
JP5918273B2 (ja) 2016-05-18
CA2824815A1 (en) 2012-08-02
KR101789358B1 (ko) 2017-10-23
MX354202B (es) 2018-02-14
SG10201510610RA (en) 2016-03-30
ITMI20110089A1 (it) 2012-07-27
WO2012101141A1 (en) 2012-08-02
AU2012210549B2 (en) 2017-05-04
CA2824815C (en) 2019-11-12
EP2668315B1 (en) 2017-07-19
US20130306489A1 (en) 2013-11-21
SG191424A1 (en) 2013-08-30
JP2014507563A (ja) 2014-03-27
CN103328689A (zh) 2013-09-25
TWI579410B (zh) 2017-04-21
BR112013018556B1 (pt) 2020-06-16
EP2668315A1 (en) 2013-12-04
HK1187963A1 (zh) 2014-04-17
MY176682A (en) 2020-08-19
CN103328689B (zh) 2016-02-24
KR20140043886A (ko) 2014-04-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EA023880B1 (ru) Электрод для выделения кислорода в промышленных электрохимических процессах
CA2761295C (en) Electrode for oxygen evolution in industrial electrolytic processes
KR102524693B1 (ko) 전해 공정용 전극
KR101322674B1 (ko) 전해용 애노드
AU2012210549A1 (en) Electrode for oxygen evolution in industrial electrochemical processes
KR20050111614A (ko) 백금 계 금속에 의한 전기촉매 코팅과 그로부터 제조된전극
CA2835233C (en) Anode for oxygen evolution
EP1483433B1 (en) Anode for oxygen evolution and relevant substrate
JP2008156684A (ja) 塩酸電解用の陽極電極