EP0169301A1

EP0169301A1 - Composite electrode and method of production and applications thereof

Info

Publication number: EP0169301A1
Application number: EP85102924A
Authority: EP
Inventors: Christina Modes; Heinrich Dr. Meyer; Jochen-Werner Kühn- von Burgsdorff; Ulrich Dr. Ströder; Andrea Krämer
Original assignee: WC Heraus GmbH and Co KG
Current assignee: WC Heraus GmbH and Co KG
Priority date: 1984-06-27
Filing date: 1985-03-14
Publication date: 1986-01-29
Anticipated expiration: 2005-03-14
Also published as: EP0169301B1; DE3423605A1; AU4419485A; FI852524L; JPS6257717B2; JPS6130690A; CA1274805A; FI852524A0; FI78738B; US4765874A; AU573855B2; DE3576082D1; FI78738C

Abstract

Es werden Verbundelektroden aus elektrisch leitendem Kunststoff (2) und teilweise darin eingepreßten katalytischen Teilchen aus auf Träger-Teilchen (3) aufgebrachtem Katalysator und Verfahren zu ihrer Herstellung beschrieben. Sie können als Sauerstoff-Anode zum Beispiel bei der elektrolytischen Gewinnung von Metallen aus wässerigen Lösungen eingesetzt werden.Composite electrodes made of electrically conductive plastic (2) and partially pressed therein catalytic particles made of catalyst applied to carrier particles (3) and process for their production are described. They can be used as an oxygen anode, for example, in the electrolytic extraction of metals from aqueous solutions.

Description

Die Erfindung betrifft eine Verbundelektrode aus elektrisch leitendem Grundkörper und teilweise darin eingebetteten katalytischenTeilchen aus auf Träger-Teilchen aufgebrachtem Katalysator, ein Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Anwendung.The invention relates to a composite electrode made of an electrically conductive base body and partially embedded therein catalytic particles made of catalyst applied to carrier particles, a process for their production and their use.

Für unter anodischer Sauerstoff-Entwicklung ablaufende Elektrolyse-Verfahren, zum Beispiel für die elektrolytische Metallgewinnung aus wässerigen Lösungen und für elektrochemische Reduktionen von organischen Verbindungen, werden Anoden mit möglichst geringer Sauerstoff-Überspannung benötigt.Anodes with the lowest possible oxygen overvoltage are required for electrolysis processes which take place under anodic oxygen development, for example for the electrolytic extraction of metal from aqueous solutions and for electrochemical reductions of organic compounds.

Zur Zeit sind bei der elektrolytischen Kupfer- und Zink-Gewinnung Anoden aus Bleilegierungen mit geringem Zusatz an Calcium, Kobalt oder Silber gebräuchlich. Blei-Anoden werden auch bei organischen Elektrosynthesen verwendet. Sie sind verhältnismäßig preiswert und können mehrere Jahre lang benutzt werden. Nachteilig sind die relativ hohe Sauerstoff-Überspannung, die zu einer Verunreinigung der Elektrolyse-Produkte führende Korrosion des Bleis und das die Handhabung erschwerende Gewicht der Anoden.Anodes made of lead alloys with a small amount of calcium, cobalt or silver are currently used for the electrolytic extraction of copper and zinc. Lead anodes are also used in organic electrosynthesis. They are relatively inexpensive and can be used for several years. Disadvantages are the relatively high oxygen overvoltage, the corrosion of the lead which leads to contamination of the electrolysis products and the weight of the anodes, which makes handling more difficult.

Seit mehreren Jahrzehnten sind mit Edelmetallen oder Edelmetalloxiden beschichtete Metallelektroden bekannt, die besondere Vorteile bieten.Metal electrodes coated with noble metals or noble metal oxides have been known for several decades and offer special advantages.

Solche aktivierten Elektroden mit niedrigeren Überspannungswerten können, wie in der deutschen Patentschrift 15 71 721 beschrieben, aus einem Kern aus filmbildendem Metall oder Ventilmetall (Titan, Tantal, Zirkonium, Niob oder einer Legierung dieser Metalle) und einer elektrochemisch aktiven Beschichtung aus Platingruppenmetalloxiden und gegebenenfalls Unedelmetalloxiden bestehen. Dieser Elektroden-Typ hat als dimensionsstabile Anode bei der Chlorerzeugung weite Verbreitung gefunden.Such activated electrodes with lower overvoltage values can, as described in German Patent 15 71 721, consist of a core made of film-forming metal or valve metal (titanium, tantalum, zirconium, niobium or an alloy of these metals) and an electrochemically active coating made of platinum group metal oxides and optionally base metal oxides consist. This type of electrode has found widespread use as a dimensionally stable anode in chlorine production.

In der europäischen Patentschrift 46 448 wird zum Schutz des zum Beispiel aus Titan bestehenden Elektrodensubstrats eine Schicht aus elektrisch leitendem unlöslichem Polymernetzwerk zwischen dem Substrat und der äußeren Beschichtung vorgeschlagen. Das Polymernetzwerk kann als feinverteiltes elektrisch leitendes Material einen Katalysator aus einem oder mehreren Platingruppenmetallen, auch in Form der Oxide, enthalten und wird in situ auf dem Elektrodensubstrat erzeugt.European patent 46 448 proposes a layer of electrically conductive, insoluble polymer network between the substrate and the outer coating in order to protect the electrode substrate, which is made, for example, of titanium. The polymer network can contain, as a finely divided, electrically conductive material, a catalyst composed of one or more platinum group metals, also in the form of the oxides, and is generated in situ on the electrode substrate.

Besonders für die elektrolytische Metallgewinnung aus sauren Lösungen geeignete dimensionsstabile Anoden mit vergrößerter aktiver Oberfläche aus Blei oder einer Blei-Legierung mit teilweise in die Oberfläche eingebetteten katalytischen Teilchen werden in der europäischen Patentanmeldung 46 727 beschrieben. DiE katalytischen Teilchen, deren Größe zwischen 75 und 850 µm liegt, bestehen aus Ventilmetall, zum Beispiel Titan, und darauf in metallischer oder oxidischer Form durch thermische Zersetzung aufgebrachtem Platingruppenmetall als Katalysator. Auch Unedelmetall-Katalysatoren, zum Beispiel aus Manganoxid, sind möglich.European patent application 46 727 describes dimensionally stable anodes which are particularly suitable for the electrolytic production of metal from acidic solutions and have an enlarged active surface made of lead or a lead alloy with catalytic particles partially embedded in the surface. The catalytic particles, the size of which is between 75 and 850 μm, consist of valve metal, for example titanium, and then, in metallic or oxidic form, platinum group metal applied as a catalyst by thermal decomposition. Base metal catalysts, for example made of manganese oxide, are also possible.

Aus der europäischen Patentanmeldung 62 951 sind Elektroden aus Blei-Platten und in ihre Oberfläche eingepreßten Teilchen aus mit Platingruppenmetall(oxid) in feinster Verteilung als Katalysator enthaltendem Kunststoff überzogenen Träger-Teilchen, zum Beispiel aus Titan-Schuamm, bekannt.European patent application 62 951 discloses electrodes made of lead plates and particles pressed into their surface made of carrier particles coated with platinum group metal (oxide) in finely divided form as plastic containing catalyst, for example made of titanium foam.

Die in der europäischen Patentanmeldung 87 186 beschriebenen in saurer Lösung Sauerstoff entwickelnden Anoden mit geringer Sauerstoff-Überspannung bestehen aus Blei oder Blei-Legierungen und teilweise in ihre Oberfläche eingebetteten Teilchen aus Titan und/oder Titanoxid (Rutil) und darauf aufgebrachtem Rutheniumoxid und gegebenenfalls Manganoxid und Titanoxid.The anodes with low oxygen overvoltage which develop in an acidic solution and are described in European patent application 87 186 consist of lead or lead alloys and particles of titanium and / or titanium oxide (rutile) embedded in their surface and ruthenium oxide and optionally manganese oxide and optionally applied thereon Titanium oxide.

Ebenfalls Metalle oder Metallverbindungen mit elektrokatalytischen Eigenschaften, jedoch auf Graphit aufgebracht, enthalten die in der DDR-Patentschrift 150 764 beschriebenen Elektroden. Die poröse Graphitunterlage dieser Elektroden enthält in ihren Poren die elektrochemisch aktiven Metalle oder Metallverbindungen und einen elektrochemisch inerten organischen Stoff, zum Beispiel Polystyrol, Polyäthylen, Polymethylmethacrylat, Polyvinylchlorid oder Polyesteracrylat.The electrodes described in the GDR patent specification 150,764 also contain metals or metal compounds with electrocatalytic properties, but applied to graphite. The porous graphite base of these electrodes contains in their pores the electrochemically active metals or metal compounds and an electrochemically inert organic material, for example polystyrene, polyethylene, polymethyl methacrylate, polyvinyl chloride or polyester acrylate.

Anstelle von Titan-, Graphit- und Bleianoden für zahlreiche elektrolytische Verfahren zu verwendende Anoden mit katalytischer Oberfläche sind aus der europäischen Patentanmeldung 90 381 bekannt. Sie bestehen aus einem elektrisch leitenden Verbundmaterial aus Kohlenstoff oder Graphit und Kunststoff, besonders einem thermoplastischen fluorhaltigen Polymer, dessen Oberfläche mit einer elektrokatalytischen Schicht aus chemisch inertem Kunststoff und darin feinverteiltem aus Edel- oder Unedelmetall(oxid) bestehendem Katalysator versehen ist. Die aktive Oberfläche dieser Anoden ist wesentlich kleiner als die der in der europäischen Patentanmeldung 46 727 beschriebenen und soll durch mechanisches Aufrauhen vergrößert werden. Auch sind relativ große Mengen an Katalysator erforderlich.Instead of titanium, graphite and lead anodes for numerous electrolytic processes, anodes with a catalytic surface to be used are known from European patent application 90 381. They consist of an electrically conductive composite material made of carbon or graphite and plastic, especially a thermoplastic fluorine-containing polymer, the surface of which is provided with an electrocatalytic layer made of chemically inert plastic and a finely divided catalyst consisting of noble or base metal (oxide). The active surface of these anodes is considerably smaller than that described in European patent application 46 727 and is intended to be increased by mechanical roughening. Relatively large amounts of catalyst are also required.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Verbundelektrode, die korrosionsbeständig und leicht zu handhaben ist, eine lange Lebensdauer und - ähnlich wie die in der europäischen Patentanmeldung 46 727 beschriebene - einen elektrisch leitenden Grundkörper mit großer aktiver Oberfläche besitzt, zu finden. Die aktive Oberfläche soll aus katalytischen Teilchen aus Träger-Teilchen mit darauf aufgebrachtem elektrochemisch aktivem Katalysator bestehen.It is the object of the invention to find a composite electrode which is corrosion-resistant and easy to handle, has a long service life and - similar to that described in European patent application 46 727 - has an electrically conductive base body with a large active surface. The active surface should consist of catalytic particles of carrier particles with an electrochemically active catalyst applied thereon.

Die die Lösung dieser Aufgabe darstellende Verbundelektrode ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper aus elektrisch leitendem Kunststoff besteht.The composite electrode representing the solution to this problem is characterized in accordance with the invention in that the base body consists of electrically conductive plastic.

Der elektrisch leitende Kunststoff besitzt vorzugsweise eine Dicke von mindestens 2 mm und enthält vorzugsweise feinteiligen Kohlenstoff als elektrisch leitendes Material.The electrically conductive plastic preferably has a thickness of at least 2 mm and preferably contains finely divided carbon as the electrically conductive material.

Die Verbundelektrode gemäß der Erfindung weist folgende Vorteile auf:

Relativ geringes Gewicht und leichte Handhabbarkeit durch den Grundkörper aus elektrisch leitendem Kunststoff,
der den elektrischen Strom transportierende elektrisch leitende Kunststoff bleibt elektrochemisch inaktiv und unterliegt keiner Korrosion und Dimensionsänderung, solange die Katalysator-Tcilchen aktiv sind,
geringer Katalysator-Gehalt,
große aktive Oberfläche,
niedrige Sauerstoff-Überspannung und
lange Lebensdauer.

The composite electrode according to the invention has the following advantages:

Relatively low weight and easy handling due to the base made of electrically conductive plastic,
the electrically conductive plastic that transports the electrical current remains electrochemically inactive and is not subject to corrosion and dimensional changes as long as the catalyst particles are active,
low catalyst content,
large active surface,
low oxygen surge and
long lifetime.

Der elektrisch leitende Kunststoff mit einem elektrischen Widerstand kleiner als 10³Ω mm besteht vorzugsweise aus einem geeigneten Kunststoff und darin gleichmäßig verteiltem feinteiligem Kohlenstoff, zum Beispiel in Form von Ruß oder Graphit. Seine äußere Form wird dem Zueck entsprechend gewählt. Platten mit einer Dicke von mindestens 2 mm haben sich besonders bewährt.The electrically conductive plastic with an electrical resistance of less than 10 ³ Ω mm preferably consists of a suitable plastic and finely divided carbon evenly distributed therein, for example in the form of carbon black or graphite. Its outer shape is chosen according to the purpose. Panels with a thickness of at least 2 mm have proven particularly useful.

Als Kunststoff eignen sich besonders alle thermoplastischen Kunststoffe mit ausreichender chemischer Beständigkeit. Beispiele dafür sind Polyäthylen, Polypropylen, Polystyrol, Polymethacrylate, Polyesteracrylate, Polyamide, Polyacetale, Polycarbonate, Polytetrafluoräthylen, Copolymere des Tetrafluor- äthylens, wie Tetrafluoräthylen-Äthylen- und Tetrafluoräthylen-Perfluorpropylen-Copolymerisat, Polytrifluorchloräthylen und Polyvinylchlorid.All thermoplastics with sufficient chemical resistance are particularly suitable as plastics. Examples of these are polyethylene, polypropylene, polystyrene, polymethacrylates, polyester acrylates, polyamides, polyacetals, polycarbonates, polytetrafluoroethylene, copolymers of tetrafluoroethylene, such as tetrafluoroethylene and tetrafluoroethylene-perfluoropropylene copolymer, and chloroformate, polytrifluoride.

Die Auswahl des Kunststoffes hängt von den Elektrolyse-Bedingungen, wie Elektrolyt-Zusammensetzung und Stromdichte, ab. In 15 %iger Schwefelsäure bei anodischen Stromdichten bis 1 kA/m² haben sich Polyäthylen, Polypropylen und Polytetrafluoräthylen besonders bewährt..Vorzugsweise besteht dann der elektrisch leitende Kunststoff aus einem dieser Polymeren und 5 - 80 Gewichts-% Graphit mit einer Teilchengröße unter 15C µm oder 7,5 - 25 Gewichts-% Ruß mit einer Teilchengröße unter 0,02 µm.The choice of plastic depends on the electrolysis conditions, such as electrolyte composition and current density. In 15% sulfuric acid at anodic current densities of up to 1 kA / m ² , polyethylene, polypropylene and polytetrafluoroethylene have proven particularly useful. The electrically conductive plastic then preferably consists of one of these polymers and 5 - 80% by weight graphite with a particle size below 15C µm or 7.5-25% by weight of carbon black with a particle size below 0.02 µm.

Der Kunststoff kann anstelle des feinteiligen Kohlenstoffs oder daneben auch andere elektrisch leitende Materialien, wie Metalle oder Metalloxide, enthalten. Auch elektrisch leitende Polymere können als elektrisch leitender Kunststoff eingesetzt werden.Instead of the finely divided carbon or next to it, the plastic can also contain other electrically conductive materials, such as metals or metal oxides. Electrically conductive polymers can also be used as electrically conductive plastics.

Die Verbundelektrode gemäß der Erfindung enthält als elektrochemisch aktiven Katalysator vorzugsweise die Platingruppenmetalle Ruthenium, Iridium, Palladium, Platin und/oder Rhodium als Metall und/oder Oxid.The composite electrode according to the invention preferably contains the platinum group metals ruthenium, iridium, palladium, platinum and / or rhodium as metal and / or oxide as the electrochemically active catalyst.

Besonders bewährt haben sich Katalysatoren aus einem oder mehreren Platingruppenmetallen und/oder Platingruppenmetalloxiden und einem oder mehreren der Unedelmet-alle Titan, Zirkonium Hafnium, Niob, Tantal, Mangan, Eisen, Kobalt, Nickel, Zinn, Blei, Antimon und Wismut als Metall und/oder Oxid. Die mehrere Metalle enthaltenden oxidischen Katalysatoren können Gemische der einzelnen Oxide und/oder Mischoxide sein.Catalysts made of one or more platinum group metals and / or platinum group metal oxides and one or more of the non-precious metals, titanium and zirconium, have proven particularly useful Hafnium, niobium, tantalum, manganese, iron, cobalt, nickel, tin, lead, antimony and bismuth as metal and / or oxide. The oxidic catalysts containing several metals can be mixtures of the individual oxides and / or mixed oxides.

Als Träger werden Titan-Schwamm, besonders mit einer Teilchengröße zwischen 0,2 und 1,0 mm, und Titanoxide der allgemeinen Formel TiO_2-x mit 0< x <1, besonders mit einer Teilchengröße zwischen 0,03 und 0,5 mm, bevorzugt. Aber auch pulverförmiges Titan, Zirkonium, Niob oder Tantal kann verwendet werden.Titanium sponge, especially with a particle size between 0.2 and 1.0 mm, and titanium oxides of the general formula TiO _2-x with 0 <x <1, especially with a particle size between 0.03 and 0.5 mm, are used as carriers , prefers. Powdered titanium, zirconium, niobium or tantalum can also be used.

Für die Verbundelektroden gemäß der Erfindung geeignete aus den Träger-Teilchen und dem darauf aufgebrachten Katalysator bestehende katalytische Teilchen können nach allen für diesen Zweck bekannten Methoden hergestellt werden (siehe zum Beispiel europäische Patentanmeldung 46 727). Bewährt hat sich das Imprägnieren der Träger-Teilchen mit Lösungen von thermisch zersetzbaren Verbindungen der Platingruppenmetalle und gegebenenfalls der Unedelmetalle und anschließendes Erhitzen sowie das galvanische Beschichten der Träger-Teilchen mit den gewünschten Metallen, an das sich eine Oxidation anschließen kann.Catalytic particles consisting of the carrier particles and the catalyst applied thereon which are suitable for the composite electrodes according to the invention can be produced by all methods known for this purpose (see, for example, European patent application 46 727). The impregnation of the carrier particles with solutions of thermally decomposable compounds of the platinum group metals and, if appropriate, of the base metals and subsequent heating and the galvanic coating of the carrier particles with the desired metals, which can be followed by oxidation, have proven effective.

In bestimmten Fällen, zum Beispiel zur Verbesserung der mechanischen Stabilität, hat es sich bewährt, die Verbundelektrode mit einem metallischen Stromverteiler, zum Beispiel aus einem Streckmetall oder Metallnetz, zu versehen. Der Stromverteiler kann zum Beispiel aus Kupfer, Eisen, Kobalt, Nickel, Legierungen dieser Metalle, Aluminium, Blei, Titan, Zirkonium, Hafnium, Niob, Tantal, Molybdän oder Wolfram bestehen.In certain cases, for example to improve the mechanical stability, it has proven useful to provide the composite electrode with a metallic current distributor, for example made of an expanded metal or metal mesh. The current distributor can consist, for example, of copper, iron, cobalt, nickel, alloys of these metals, aluminum, lead, titanium, zirconium, hafnium, niobium, tantalum, molybdenum or tungsten.

Ist ein Stromverteiler vorgesehen, so wird bei der Herstellung der Verbundelektrode dieser vorteilhafterweise zunächst bei erhöhter Temperatur unter Druck mit dem elektrisch leitenden Kunststoff verbunden; dann werden auf den Kunststoff die katalytischen Teilchen aufgebracht.If a current distributor is provided, it is advantageously first used in the manufacture of the composite electrode elevated temperature under pressure connected to the electrically conductive plastic; then the catalytic particles are applied to the plastic.

Elektrisch leitender Kunststoff in Platten- oder Granulatform und Stromverteiler werden durch 0,5 - 10 Minuten währendes Einpressen des Stromverteilers bei einer Temperatur zwischen 140 und 380 °C und unter einem Druck von 0,1 - 2 t/cm² dauerhaft und fest ineinander verankert. Dann werden die katalytischen Teilchen gleichmäßig auf den Kunststoff aufgebracht und bei einer Temperatur zwischen 140 und-380 °C und unter einem Druck von 0,1 - 2 t/cm², vorzugsweise 0,5 - 10 Minuten lang, teilweise in die Oberfläche des Kunststoffs eingepreßt.Electrically conductive plastic in plate or granulate form and power distributor are permanently and firmly anchored in each other by pressing the power distributor in at a temperature between 140 and 380 ° C and under a pressure of 0.1 - 2 t / cm ² for 0.5 - 10 minutes . Then the catalytic particles are evenly applied to the plastic and partially at a temperature between 140 and-380 ° C and under a pressure of 0.1 - 2 t / cm ² , preferably 0.5 - 10 minutes in the surface of the Plastic pressed in.

Die Figuren 1, 2 und 3 stellen Teilausschnitte von drei Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Verbundelektrode dar.Figures 1, 2 and 3 represent partial sections of three embodiments of the composite electrode according to the invention.

In der Figur 1 wird der Stromverteiler 1 auf einer Seite von dem elektrisch leitenden Kunststoff 2 mit den in seine Oberfläche teilweise eingepreßten katalytischen Teilchen 3 bedeckt. Da bei dieser Ausführungsform der Stromverteiler mit dem Elektrolyten in Berührung kommt, besteht hier der Stromverteiler aus chemisch beständigem Metall. In wässerigen sauren Elektrolyten haben sich Stromverteiler aus Titanstreckmetall besonders bewährt.In FIG. 1, the current distributor 1 is covered on one side by the electrically conductive plastic 2 with the catalytic particles 3 partially pressed into its surface. Since the current distributor comes into contact with the electrolyte in this embodiment, the current distributor here consists of chemically resistant metal. Current distributors made of expanded titanium have proven particularly useful in aqueous acidic electrolytes.

In der Figur 2 wird der Stromverteiler 1 auf beiden Seiten von dem elektrisch leitenden Kunststoff 2 mit den in seine Oberflächen teilweise eingepreßten katalytischen Teilchen 3 bedeckt. Da hier der Kunststoff den Strormverteiler vor der korrodierenden Wirkung des Elektrolyten schützt, können bei dieser Ausführungsform die Stromverteiler aus anderen, zum Teil billigeren und den elektrischen Strom besser leitenden Metallen, zum Beispiel Kupfer, bestehen.In FIG. 2, the current distributor 1 is covered on both sides by the electrically conductive plastic 2 with the catalytic particles 3 partially pressed into its surfaces. Since here the plastic protects the current distributor from the corrosive action of the electrolyte, in this embodiment the current distributors can consist of other, in part cheaper and more electrically conductive metals, for example copper.

Die Figur 3 zeigt eine der in Figur 2 dargestellten ähnliche Ausführungsform. Hierbei ist jedoch nur eine Oberfläche der Verbundelektrode mit den katalytischen Teilchen 3 belegt.FIG. 3 shows an embodiment similar to that shown in FIG. 2. However, only one surface of the composite electrode is covered with the catalytic particles 3.

Die erfindungsgemäße Verbundelektrode kann als Sauerstoffanode bei der Metallgewinnungselektrolyse, in der Galvanotechnik, bei der elektrochemischen Reduktion organischer Verbindungen und bei der Elektrotauchlackierung eingesetzt werden.The composite electrode according to the invention can be used as an oxygen anode in metal extraction electrolysis, in electroplating, in the electrochemical reduction of organic compounds and in electrocoating.

Zur näheren Erläuterung wird in den folgenden Beispielen die Herstellung von Verbundelektroden gemäß der Erfindung beschrieben.For a more detailed explanation, the production of composite electrodes according to the invention is described in the following examples.

Zur Bestimmung der elektrochemischen Eigenschaften und des Langzeitverhaltens (Laufzeit) werden die in den Beispielen 1 bis 5 beschriebenen Verbundelektroden als Sauerstoff-Anoden in einer Elektrolysezelle mit schwefelsaurem Elektrolyten (₁₅₀ g H₂SO₄/l; 5₀ °C) und Platin-Kathode eingesetzt.To determine the electrochemical properties and the long-term behavior (running time), the composite electrodes described in Examples 1 to 5 are used as oxygen anodes in an electrolytic cell with sulfuric acid electrolyte ( ₁₅₀ g H ₂ SO ₄ / l; ₅₀ ° C.) and platinum cathode used.

Die bei verschiedenen Stromdichten gegen die gesättigte Kalomelelektrode gemessenen Halbzellenanodenpotentiale (SEP), die nach der Stromunterbrecher-Methode IR-korrigierten Halbzellenanodenpotentiale (CISEP) und die bei einer Stromdichte von 0,3 kA/m² (Beispiel 4) oder 1 kA/m² bestimmte Laufzeit bis zum Ausfall der Anode, charakterisiert durch einen starken Anstieg der Zellspannung, werden in der Tabelle angegeben.The half-cell anode potentials (SEP) measured at different current densities against the saturated calomel electrode, the half-cell anode potentials (CISEP) corrected by the current interrupter method and those at a current density of 0.3 kA / m ² (example 4) or 1 kA / m ² Certain running times until the anode fails, characterized by a sharp increase in cell voltage, are given in the table.

SEP = single electrode potential
CISEP = current interruption single electrode potential
IR = ohmic drop

example 1

Herstellung einer Verbundelektrode mit elektrochemisch aktivem Katalysator aus Ruthenium-Titan-Oxid (Mol-Verhältnis Ruthenium : Titan = 30 : 70)

Stromverteiler;
Durchmesser 33 mm: Mit Korund gestrahltes und mit Salzsäure gebeiztes Titanstreckmetall (Maschenlänge 10 mm, Maschenbreite 5,7 mm und Stegdicke 1 mm) mit e.iner Stromzuleitung aus Titan-Draht (Durchmesser 2 mm)
elektrisch leitender
Kunststoff: Scheibe (Durchmesser 36 mm, Dicke 6 mm) aus Novolen KR 1682 der Firma BASF AG, Ludwigshafen (Polypropylen mit 80 Gewichts-% Graphit)
Träger-Teilchen: Titan-Schwamm mit einer Korngröße von 0,4 - 0,85 mm, 30 Minuten lang mit 90 °C warmer 10 prozentiger Oxalsäure behandelt, mit Wasser gewaschen und getrocknet
Imprägnierungslösung: 0,1 g RuCl₃ XH₂O (38 Gewichts-% Ru) 0,3 g Tetrabutylorthotitanat 0,04 ml HC1, 37 prozentig 6 ml Isopropanol

Production of a composite electrode with an electrochemically active catalyst made from ruthenium-titanium oxide (molar ratio of ruthenium: titanium = 30:70)

Power distributor;
Diameter 33 mm: Titanium expanded metal blasted with corundum and pickled with hydrochloric acid (mesh length 10 mm, mesh width 5.7 mm and web thickness 1 mm) with a power supply made of titanium wire (diameter 2 mm)
electrically conductive
Plastic: disc (diameter 36 mm, thickness 6 mm) made of Novolen KR 1682 from BASF AG, Ludwigshafen (polypropylene with 80% by weight graphite)
Carrier particles: Titanium sponge with a grain size of 0.4 - 0.85 mm, treated with 10 percent oxalic acid at 90 ° C for 30 minutes, washed with water and dried
Impregnation solution: 0.1 g RuCl ₃ XH ₂ O (38% by weight Ru) 0.3 g tetrabutyl orthotitanate 0.04 ml HC1, 37% 6 ml isopropanol

Herstellung der katalytischen Teilchen durch Imprägnierung (Aktivierung) des Titan-Schwamms:Production of the catalytic particles by impregnation (activation) of the titanium sponge:

2 g des Titan-Schwamms werden in einem Reagenzglas mit der Imprägnierungslösung durchmischt. Dann wird die überstehende Flüssigkeit dekantiert und das zurückbleibende feuchte Pulver langsam an der Luft getrocknet. Durch 30 Minuten lange Wärmebehandlung des getrockneten Pulvers in einem geschlossenen Ofen bei 500 °C wird auf dem Titan-Schwamm durch thermische Zersetzung und Oxidation eine aktive Schicht aus Ruthenium-Titan-Oxid erzeugt.2 g of the titanium sponge are mixed with the impregnation solution in a test tube. The supernatant liquid is then decanted and the remaining moist powder is slowly air-dried. By heat-treating the dried powder in a closed oven at 500 ° C. for 30 minutes, an active layer of ruthenium-titanium oxide is produced on the titanium sponge by thermal decomposition and oxidation.

Das Behandeln mit der Imprägnierungslösung und die Wärmebehandlung werden wiederholt, bis ein Ru-Gehalt von 31,3 mg/lg Titan-Schwamm erreicht ist.The treatment with the impregnation solution and the heat treatment are repeated until an Ru content of 31.3 mg / lg titanium sponge is reached.

Pressen:Press:

In ein auf 185 °C erhitztes Preßgesenk wird der Stromverteiler und darauf die Scheibe aus Novolen KR 1682 gelegt. Nach 10 Minuten (Temperaturausgleich) werden Stromverteiler und Scheibe durch 1 Minute dauerndes Pressen mit einem Druck von 0,1 t/cm² miteinander verbunden. Dann werden 0,8 g des aktivierten Titan-Schwamms (katalytische Teilchen) gleichmäßig auf der Scheibe verteilt und bei 180 °C mit einem Druck von 0,2 t/cm² 1 Minute lang in die Oberfläche der Scheibe eingepreßt.The power distributor and the disk made of Novolen KR 1682 are placed in a press die heated to 185 ° C. After 10 minutes (temperature compensation), the power distributor and the pane are connected to one another by pressing for 1 minute at a pressure of 0.1 t / cm ² . Then 0.8 g of the activated titanium sponge (catalytic particles) are evenly distributed on the disk and pressed into the surface of the disk at 180 ° C. with a pressure of 0.2 t / cm ^{2 for} 1 minute.

Die Menge der katalytischen Teilchen entspricht 800 g/m² Elektroden-Oberfläche mit einem Ru-Gehalt von 25 g.The amount of the catalytic particles corresponds to 800 g / m ² electrode surface with an Ru content of 25 g.

Example 2

Stromverteiler; Durchmesser 33 mm: Mit Korund gestrahltes und mit Salzsäure gebeiztes Titanstreckmetall (Maschenlänge 10 mm, Maschenbreite 5,7 mm und Stegdicke 1 mm) mit einer Stromzuleitung aus Titan-Draht +(Durchmesser 2 mm)
elektrisch leitender Kunststoff: Scheibe (Durchmesser 36 mm, Dicke 2,5 mm) aus Lupolen 5261 Z der Firma BASF AG, Ludwigshafen (Hochdruckpoly- äthylen mit 7,5 Gewichts-% Ruß)
Träger-Teilchen: Titan-Schwamm mit einer Korngröße von 0,4 - 0,85 mm, 30 Minuten lang mit 90 °C warmer 10 prozentiger Oxalsäure gebeizt, mit Wasser gewaschen und getrocknet
Imprägnierunqslösung: 0,1 g RuCl_J ·XH₂O (38 Gewichts-% Ru) 0,3 g Tetrabutylorthotitanat 0,04 ml HC1, 37 prozentig 6 ml Isopropanol

Power distributor; Diameter 33 mm: Titanium expanded metal blasted with corundum and pickled with hydrochloric acid (mesh length 10 mm, mesh width 5.7 mm and web thickness 1 mm) with a power supply made of titanium wire + (diameter 2 mm)
electrically conductive plastic: disc (diameter 36 mm, thickness 2.5 mm) made of Lupolen 5261 Z from BASF AG, Ludwigshafen (high pressure polyethylene with 7.5% by weight carbon black)
Carrier particles: Titanium sponge with a grain size of 0.4 - 0.85 mm, pickled for 10 minutes with 10 percent oxalic acid at 90 ° C, washed with water and dried
Imprägnierunqslösung: 0.1 g of RuCl _J · XH ₂ O (38 wt% Ru) 0.3 g of tetrabutyl 0.04 ml HC1, 37 percent 6 ml isopropanol

2 g des Titan-Schwamms werden in einem Reagenzglas mit der Imprägnierungslösung durchmischt. Dann wird die überstehende Flüssigkeit dekantiert und das zurückbleibende feuchte Pulver langsam an der Luft getrocknet. Durch 30 Minuten lange Wärmebehandlung des getrockneten Pulvers in einem geschlossenen Ofen bei 500 °C wird durch thermische Zersetzung und Oxidation des RuCl₃ und des Titanats eine aktive Schicht aus Ruthenium-Titan-Oxid auf dem Titan-Schwamm erzeugt.2 g of the titanium sponge are mixed with the impregnation solution in a test tube. The supernatant liquid is then decanted and the remaining moist powder is slowly air-dried. By heat-treating the dried powder in a closed oven at 500 ° C. for 30 minutes, an active layer of ruthenium-titanium oxide is produced on the titanium sponge by thermal decomposition and oxidation of the RuCl ₃ and the titanate.

Pressen:Press:

In ein auf 150 °C erhitztes Preßgesenk wird der Stromverteiler und darauf die Scheibe aus Lupolen 5261 Z gelegt. Nach 10 Minuten (Temperaturausgleich) werden Stromverteiler und Scheibe durch 1 Minute dauerndes Pressen mit einem Druck von 0,15 t/cm^z miteinander verbunden. Dann werden 0,8 g des aktivierten Titan-Schwamms (katalytische Teilchen) gleichmäßig auf der Scheibe verteilt und bei 140 °C mit einem Druck von 0,2 t/cm² 1 Minute lang in die Oberfläche der Scheibe eingepreßt.The power distributor and the Lupolen 5261 Z disc are placed in a press die heated to 150 ° C. After 10 minutes (temperature compensation), the power distributor and the pane are connected to one another by pressing for 1 minute at a pressure of 0.15 t / cm ^z . Then 0.8 g of the activated titanium sponge (catalytic particles) are uniformly distributed on the disk and pressed into the surface of the disk at 140 ° C. with a pressure of 0.2 t / cm ^{2 for} 1 minute.

Die Henge der katalytischen Teilchen entspricht 800 g/m² Elektroden-Oberfläche mit einem Ru-Gehalt von 25 g.The Henge of the catalytic particles corresponds to 800 g / m ² electrode surface with an Ru content of 25 g.

Example 3

Stromverteiler; Durchmesser 33 mm: Mit Korund gestrahltes und mit Salzsäure gebeiztes Titanstreckmetall (Maschenlänge 10 mm, Maschenbreite 5,7 mm und Stegdicke 1 mm) mit einer Stromzuleitung aus Titan-Draht (Durchmesser 2 mm)
elektrisch leitender Kunststoff: Scheibe (Durchmesser 36 mm, Dicke 4 mm) aus Colcolor der Firma Degussa, Frankfurt (Polypropylen mit 25 Gewichts-% Ruß)
Träger-Teilchen: Titan-Schwramm mit einer Korngröße von 0,4 - 0,85 mm, 30 Minuten lang mit 90 °C warmer 10 prozentiger Oxalsäure behandelt, mit Wasser gewaschen und getrocknet
Imprägnierungslösung: 0,1 g RuCl₃ XH₂O (38 Gewichts- %Ru) 0,3 g Tetrabutylorthotitanat 0,04 ml HC1, 37 prozentig 6 ml Isopropanol

Power distributor; Diameter 33 mm: Titanium expanded metal blasted with corundum and pickled with hydrochloric acid (mesh length 10 mm, mesh width 5.7 mm and web thickness 1 mm) with a power supply made of titanium wire (diameter 2 mm)
electrically conductive plastic: disc (diameter 36 mm, thickness 4 mm) made of Colcolor from Degussa, Frankfurt (polypropylene with 25% by weight carbon black)
Carrier particles: Titanium sponge with a grain size of 0.4-0.85 mm, treated with 10 percent oxalic acid at 90 ° C. for 30 minutes, washed with water and dried
Impregnation solution: 0.1 g RuCl ₃ XH ₂ O (38% by weight Ru) 0.3 g tetrabutyl orthotitanate 0.04 ml HC1, 37% 6 ml isopropanol

Pressen:Press:

In ein auf 180 °C erhitztes Preßgesenk wird der Stromverteiler und darauf die Colcolor-Scheibe gelegt. Nach 10 Minuten (Temperaturausgleich) werden Stromverteiler und Scheibe durch 1 Minute dauerndes Pressen mit einem Druck von 0,5 t/cm² miteinander verbunden. Dann werden 0,8 g des aktivierten Titan-Schwamms (katalytische Teilchen) gleichmäßig auf der Scheibe verteilt und bei 180 °C mit einem Druck von 0,5 t/cm ² 1 Minute lang in die Oberfläche der Scheibe eingepreßt.The power distributor and the Colcolor disc are placed in a press die heated to 180 ° C. After 10 minutes (temperature compensation), the power distributor and the pane are connected to one another by pressing for 1 minute at a pressure of 0.5 t / cm ² . Then 0.8 g of the activated titanium sponge (catalytic particles) are uniformly distributed on the disk and pressed into the surface of the disk at 180 ° C. with a pressure of 0.5 t / cm ^{2 for} 1 minute.

Example 4

Stromverteiler; Durchmesser 33 mm: Mit Korund gestrahltes und mit Salzsäure gebeiztes Titanstreckmetall (Maschenlänge 10 mm, Maschenbreite 5,7 mm und Stegdicke 1 mm) mit einer Stromzuleitung aus Titan-Draht (Durchmesser 2 mm)
elektrisch leitender Kunststoff: Scheibe (Durchmesser 36 mm, Dicke 6 mm) aus Novolen KR 1682 der Firma BASF AG, Ludwigshafen (Polypropylen mit 80 Gewichts-% Graphit)
Träger-Teilchen: Ti-Oxid der Formel TiO_2-x (0< x <1) mit einer Korngröße von 0,037 - 0,1 mm
Imprägnierungslösung: 0,1 g RuCl₃ ^.XH₂O (38 Gewichts-% Ru) 0,3 g Tetrabutylorthotitanat 0,04 ml HC1, 37 prozentig 6 ml Isopropanol

Power distributor; Diameter 33 mm: Titanium expanded metal blasted with corundum and pickled with hydrochloric acid (mesh length 10 mm, mesh width 5.7 mm and web thickness 1 mm) with a power supply made of titanium wire (diameter 2 mm)
electrically conductive plastic: disc (diameter 36 mm, thickness 6 mm) made of Novolen KR 1682 from BASF AG, Ludwigshafen (polypropylene with 80% by weight graphite)
Carrier particles: Ti oxide of the formula TiO _2-x (0 <x <1) with a grain size of 0.037 - 0.1 mm
Impregnation solution: 0.1 g RuCl ₃ ^. XH ₂ O (38% by weight Ru) 0.3 g tetrabutyl orthotitanate 0.04 ml HC1, 37 percent 6 ml isopropanol

Herstellung der katalytischen Teilchen durch Imprägnierung (Aktivierung) des Titanoxids:Production of the catalytic particles by impregnation (activation) of the titanium oxide:

2 g des Titanoxids werden in einem Reagenzglas mit der Imprägnierungslösung durchmischt. Dann wird die überstehende Flüssigkeit dekantiert und das zurückbleibende feuchte Pulver langsam an der Luft getrocknet. Durch 30 Minuten lange Wärmebehandlung des getrockneten Pulvers in einem geschlossenen Ofen bei 500 °C wird durch thermische Zersetzung und Oxidation des RuCl₃ und des Titanats eine aktive Schicht aus Ruthenium-Titan-Oxid auf dem Titanoxid erzeugt.2 g of the titanium oxide are mixed with the impregnation solution in a test tube. The supernatant liquid is then decanted and the remaining moist powder is slowly air-dried. By heat-treating the dried powder for 30 minutes in a closed oven at 500 ° C., an active layer of ruthenium-titanium oxide is produced on the titanium oxide by thermal decomposition and oxidation of the RuCl ₃ and the titanate.

Das Behandeln mit der Imprägnierungslösung und die Wärmebehandlung werden wiederholt, bis ein Ru-Gehalt von 31,3 mg/lg Titanoxid erreicht ist.The treatment with the impregnation solution and the heat treatment are repeated until an Ru content of 31.3 mg / lg titanium oxide is reached.

Pressen:Press:

in ein auf 185 °C erhitztes Preßgesenk wird der Stromverteiler und darauf die Scheibe aus Novolen KR 1682 gelegt. Nach 10 Minuten (Temperaturausgleich) werden Stromverteiler und Scheibe durch 1 Minute dauerndes Pressen mit einem Druck von 0,1 t/cm² miteinander verbunden. Dann werden 0,3 g des aktivierten Titanoxids (katalytische Teilchen) gleichmäßig auf der Scheibe verteilt und bei 185 °C mit einem Druck von 0,1 t/cm² 1 Minute lang in die Oberfläche der Scheibe eingepreßt.The power distributor and the disk made of Novolen KR 1682 are placed in a press die heated to 185 ° C. After 10 minutes (temperature compensation), the power distributor and the pane are connected to one another by pressing for 1 minute at a pressure of 0.1 t / cm ² . Then 0.3 g of the activated titanium oxide (catalytic particles) are uniformly distributed on the disk and pressed into the surface of the disk at 185 ° C. with a pressure of 0.1 t / cm ^{2 for} 1 minute.

Die Menge der katalytischen Teilchen entspricht 300 g/m² Elektroden-Oberfläche mit einem Ru-Gehalt von 15 g.The amount of the catalytic particles corresponds to 300 g / m ² electrode surface with an Ru content of 15 g.

Example 5

Stromverteiler; Durchmesser 33 mm: Mit Korund gestrahltes und mit Salzsäure gebeiztes Titanstreckmetall (Maschenlänge 10 mm, Maschenbreite 5,7 mm und Stegdicke 1 mm) mit-einer Stromzuleitung aus Titan-Draht (Durchmesser 2 mm)
elektrisch leitender Kunststoff: Granulat aus Hostaflon TF 4215 der Firma Farbwerke Hoechst AG, Frankfurt (Polytetrafluoräthylen mit 25 Gewichts-% Graphit)
Träger-Teilchen: Titan-Schwamm mit einer Korngröße von 0,4 - 0,85 mm, 30 Minuten lang mit 90 °C warmer 10 prozentiger Oxalsäure behandelt, mit Wasser gewaschen und getrocknet
Imprägnierungslösung: 0,1 g RuCl₃xH₂0 (38 Gewichts-% Ru) 0,3 g Tetrabutylorthotitanat 0,04 ml HC1, 37 prozentig 6 ml Isopropanol

Power distributor; Diameter 33 mm: Titanium expanded metal blasted with corundum and pickled with hydrochloric acid (mesh length 10 mm, mesh width 5.7 mm and web thickness 1 mm) with a power supply made of titanium wire (diameter 2 mm)
electrically conductive plastic: granules made of Hostaflon TF 4215 from Farbwerke Hoechst AG, Frankfurt (polytetrafluoroethylene with 25% by weight graphite)
Carrier particles: Titanium sponge with a grain size of 0.4 - 0.85 mm, treated with 10 percent oxalic acid at 90 ° C for 30 minutes, washed with water and dried
Impregnation solution: 0.1 g RuCl ₃ xH ₂ 0 (38% by weight Ru) 0.3 g tetrabutyl orthotitanate 0.04 ml HC1, 37 percent 6 ml isopropanol

2 g des Titan-Schwamms werden in einem Reagenzglas mit der Imprägnierungslösung durchmischt. Dann wird die überstehende Flüssigkeit dekantiert und das zurückbleibende feuchte Pulver langsam an der Luft getrocknet. Durch 30 Minuten lange Wärmebehandlung des getrockneten Pulvers in einem geschlossenen Ofen bei 500 °C wird durch thermische Zersetzung und Oxidation des RuCl₃ und des Titanats eine aktive Schicht aus Ruthenium-Titan-Oxid erzeugt.2 g of the titanium sponge are mixed with the impregnation solution in a test tube. The supernatant liquid is then decanted and the remaining moist powder is slowly air-dried. By heat-treating the dried powder for 30 minutes in a closed oven at 500 ° C., an active layer of ruthenium-titanium oxide is produced by thermal decomposition and oxidation of the RuCl ₃ and the titanate.

Pressen:Press:

2,5 g Granulat aus Hostaflon TF 4215 verden in ein Preßgesenk gefüllt, gleichmäßig verteilt und durch 1 Minute dauerndes Pressen bei Raumtemperatur mit einem Druck von 0,2 t/cm² zu einer Scheibe (Durchmesser 36 mm, Dicke 2 mm) verformt. Der Stromverteiler wird dann auf die Scheibe gelegt, mit 2,5 g Granulat aus Hostaflon TF 4215 bedeckt und durch 0,5 Minuten dauerndes Pressen bei Raumtemperatur mit einem Druck von 0,05 t/cm² auf beiden Seiten fest mit dem Hostaflon TF 4215 verbunden. In jede der beiden Kunststoff-Oberflächen des erhaltenen Kunststoff/Stromverteiler/Kunststoff-Verbundes werden durch 1 Minute langes Pressen bei Raumtemperatur mit einem Druck von 0,8 t/cm² 0,8 g des aktivierten Titan-Schwamms (katalytische Teilchen) eingepreßt. Durch anschließendes einstündiges Sintern bei 380 °C wird dann die fertige Verbundelektrode erhalten.2.5 g of granules made of Hostaflon TF 4215 are filled into a press die, distributed evenly and formed into a disc (diameter 36 mm, thickness 2 mm) by pressing for 1 minute at room temperature with a pressure of 0.2 t / cm ² . The power distributor is then placed on the pane, covered with 2.5 g of Hostaflon TF 4215 granules and firmly pressed with the Hostaflon TF 4215 on both sides by pressing for 0.5 minutes at room temperature with a pressure of 0.05 t / cm ² connected. 0.8 g of the activated titanium sponge (catalytic particles) are pressed into each of the two plastic surfaces of the plastic / power distributor / plastic composite obtained by pressing for 1 minute at room temperature with a pressure of 0.8 t / cm ² . The finished composite electrode is then obtained by subsequent sintering at 380 ° C. for one hour.

Due Menge der katalytischen Teilchen entspricht 800 g/m² Elektroden-Oberfläche mit einem Ru-Gehalt von 25 g.The amount of the catalytic particles corresponds to 800 g / m ² electrode surface with an Ru content of 25 g.

Example 6

Herstellung einer Verbundelektrode mit elektrochemisch aktivem Katalysator aus einer Platin-Iridium-Legierung

Stromverteiler; Durchmesser 33 mm: Mit Korund gestrahltes und mit Salzsäure gebeiztes Titanstreckmetall (Maschenlänge 10 mm, Maschenbreite 5,7 mm und Stegdicke 1 mm) mit einer Stromzuleitung aus Titan-Draht (Durchmesser 2 mm)
elektrisch leitender Kunststoff: Scheibe (Durchmesser 36 mm, Dicke 2,5 mm) aus Lupolen 5261 Z der Firma BASF AG, Ludwigshafen (Hochdruckpoly- äthylen mit 7,5 Gewichts-% Ruß)
Träger-Teilchen: Titan-Schvamm mit einer Korngröße von 0,4 - 0,85 mm, 30 Minuten lang mit 90 °C warmer 10 prozentiger Oxalsäure gebeizt, mit Wasser gewaschen und getrocknet
Imprägnierungslösung: 0,1 g H₂[PtCl₆] 0,5 g IrCl₃ xN₂O (41 Gewichts-% Ir) 10 ml Isopropanol 10 ml Linalool

Production of a composite electrode with an electrochemically active catalyst from a platinum-iridium alloy

Power distributor; Diameter 33 mm: Titanium expanded metal blasted with corundum and pickled with hydrochloric acid (mesh length 10 mm, mesh width 5.7 mm and web thickness 1 mm) with a power supply made of titanium wire (diameter 2 mm)
electrically conductive plastic: disc (diameter 36 mm, thickness 2.5 mm) made of Lupolen 5261 Z from BASF AG, Ludwigshafen (high pressure polyethylene with 7.5% by weight carbon black)
Carrier particles: Titanium sponge with a grain size of 0.4 - 0.85 mm, pickled for 30 minutes at 90 ° C warm 10 percent oxalic acid, washed with water and dried
Impregnation solution: 0.1 g H ₂ [PtCl ₆ ] 0.5 g IrCl ₃ xN ₂ O (41% by weight Ir) 10 ml isopropanol 10 ml linalool

2 g des Titan-Schwamms werden in einem Reagenzglas mit der Imprägnierungslösung durchmischt. Dann wird die überstehende Flüssigkeit dekantiert und das zurückbleibende feuchte Pulver langsam bei 80 °C an der Luft getrocknet. Durch 30 Minuten lange Wärmebehandlung des getrockneten Pulvers in einem geschlossenen Ofen bei 480 °C in reduzierender Ammoniak/Butan-Atmosphäre wird auf dem Titan-Schwamm eine aktive Schicht aus 70 Gewichts-% Pt und 30 Gewichts-% Iridium erzeugt.2 g of the titanium sponge are mixed with the impregnation solution in a test tube. Then the supernatant liquid is decanted and the remaining moist powder is slowly dried in air at 80 ° C. By heat-treating the dried powder for 30 minutes in a closed oven at 480 ° C. in a reducing ammonia / butane atmosphere, an active layer of 70% by weight Pt and 30% by weight iridium is produced on the titanium sponge.

Das Behandeln mit der Imprägnierungslösung und die Wärmebehandlung werden wiederholt, bis ein (Pt-Ir)-Gehalt von 10 mg/l g Titan-Schwamm erreicht ist.The treatment with the impregnation solution and the heat treatment are repeated until a (Pt-Ir) content of 10 mg / l g titanium sponge is reached.

Pressen:Press:

Die Menge der katalytischen Teilchen entspricht 800 g/m² Elektroden-Oberfläche mit einem (Pt + Ir)-Gehalt von 8 g.The amount of catalytic particles corresponds to 800 g / m ² electrode surface with a (Pt + Ir) content of 8 g.

Example 7

Herstellung einer Verbundelektrode mit elektrochemisch aktivem Katalysator aus Ruthenium-Mangan-Oxid (Mol-Verhältnis Ruthenium : Mangan = 30 : 70)

Stromverteiler; Durchmesser 33 mm: Mit Korund gestrahltes und mit Salzsäure gebeiztes Titanstreckmetall (Maschenlänge 10 mm, Maschenbreite 5,7 mm und Stegdicke 1 mm) mit einer Stromzuleitung aus Titan-Draht (Durchmesser 2 mm)
elektrisch leitender Kunststoff: Scheibe (Durchmesser 36 mm, Dicke 6 mm) aus Novolen KR 1682 der Firma BASF AG, Ludwigshafen (Polypropylen mit 80 Gewichts-% Graphit)
Träger-Teilchen: Titan-Schwamm mit einer Korngröße von 0,4 - 0,85 mm, 30 Minuten lang mit 90 °C warmer 10 prozentiger Oxalsäure behandelt, it Wasser gewaschen und getrocknet
Imprägnierungslösung: 0,57 g RuCl. xH₂0 (38 Gewichts-% Ru) und 1,33 g Mn (NO₃)₂ 4H₂0 werden in 4 ml Butanol gelöst. Zu der erhaltenen Lösung wird die sechsfache Menge des Gewichts der Lösung an Butanol gegeben.

Production of a composite electrode with an electrochemically active catalyst made of ruthenium-manganese oxide (mol ratio of ruthenium: manganese = 30:70)

Power distributor; Diameter 33 mm: Titanium expanded metal blasted with corundum and pickled with hydrochloric acid (mesh length 10 mm, mesh width 5.7 mm and web thickness 1 mm) with a power supply made of titanium wire (diameter 2 mm)
electrically conductive plastic: disc (diameter 36 mm, thickness 6 mm) made of Novolen KR 1682 from BASF AG, Ludwigshafen (polypropylene with 80% by weight graphite)
Carrier particles: Titanium sponge with a grain size of 0.4 - 0.85 mm, treated with 10% oxalic acid at 90 ° C for 30 minutes, washed with water and dried
Impregnation solution: 0.57 g RuCl. xH ₂ 0 (38% by weight Ru) and 1.33 g Mn (NO ₃ ) ₂ 4H ₂ 0 are dissolved in 4 ml butanol. Six times the weight of the solution of butanol is added to the solution obtained.

2 g des mit Trichloräthylen entfetteten und getrockneten Titan-Schwamms werden in einem Reagenzglas mit der Imprägnierungslösung durchmischt. Dann wird die überstehende Flüssigkeit dekantiert und das zurückbleibende feuchte Pulver etwa 1 Stunde lang bei 100 °C getrocknet. Durch eine 10 Minuten lange Wärmebehandlung bei 200 °C und eine darauf folgende 12 Minuten lange bei 400 °C in einem Luftstrom wird auf dem Titan-Schwamm eine aktive Schicht aus Ruthenium-Mangan-Oxid erzeugt.2 g of the titanium sponge degreased with trichlorethylene and dried are mixed in a test tube with the impregnation solution. The supernatant liquid is then decanted and the remaining moist powder is dried at 100 ° C. for about 1 hour. An active layer of ruthenium-manganese oxide is produced on the titanium sponge by means of a heat treatment at 200 ° C. for 10 minutes and a subsequent 12 minutes at 400 ° C. in an air stream.

Das Behandeln mit der Imprägnierungslösung und die Wärmebehandlung werden wiederholt, bis ein Ruthenium-Gehalt von 27,5 mg und ein Mangan-Gehalt von 34,9 mg pro 1 g Titan-Schwamm erreicht ist.The treatment with the impregnation solution and the heat treatment are repeated until a ruthenium content of 27.5 mg and a manganese content of 34.9 mg per 1 g of titanium sponge is reached.

Pressen:Press:

Die Menge der katalytischen Teilchen entspricht 800 g/m² Elektroden-Oberfläche mit einem Ru-Gehalt von 22 g und einem Mn-Gehalt von 27,9 g.The amount of the catalytic particles corresponds to 800 g / m ² electrode surface with an Ru content of 22 g and an Mn content of 27.9 g.

Example 8

Herstellung einer Verbundelektrode mit elektrochemisch aktivem Katalysator aus Ruthenium-Iridium-Oxid

Stromverteiler; Durchmesser 33 mm: Mit verdünnter Salpetersäure gebeiztes Kupferstreckmetall (Maschenlänge 21 mm, Maschenbreite 9 mm und Stegdicke 0,8 mm) mit einer Stromzuleitung aus Titan-Draht (Durchmesser 2 mm)
elektrisch leitender Kunststoff: Scheibe (Durchmesser 36 mm, Dicke 2,5 mm) aus Lupolen 5261 Z der Firma BASF AG, Ludwigshafen (Hochdruckpoly- äthylen mit 7,5 Gewichts-% Ruß)
Träger-Teilchen: Titan-Schvamm mit einer Korngröße von 0,4 - 0,85 mm, 30 Minuten lang mit 90 °C warmer 10 prozentiger Oxalsäure gebeizt, mit Wasser gewaschen und getrocknet
Imprägnierungslösung: 1,56 g IrCl₃ xH₂O (41 Gewichts-% Ir) 3,4 g RuCl₃ xH₂0 (38 Gewichts-% Ru) 1,25 ml HC1, 37 prozentig 100 ml Isopropanol

Production of a composite electrode with an electrochemically active catalyst made of ruthenium-iridium oxide

Power distributor; Diameter 33 mm: copper expanded metal pickled with dilute nitric acid (mesh length 21 mm, mesh width 9 mm and web thickness 0.8 mm) with a power supply made of titanium wire (diameter 2 mm)
electrically conductive plastic: disc (diameter 36 mm, thickness 2.5 mm) made of Lupolen 5261 Z from BASF AG, Ludwigshafen (high pressure polyethylene with 7.5% by weight carbon black)
Carrier particles: Titanium sponge with a grain size of 0.4 - 0.85 mm, pickled for 30 minutes at 90 ° C warm 10 percent oxalic acid, washed with water and dried
Impregnation solution: 1.56 g IrCl ₃ xH ₂ O (41% by weight Ir) 3.4 g RuCl ₃ xH ₂ 0 (38% by weight Ru) 1.25 ml HC1, 37% 100 ml isopropanol

2 g des Titan-Schwamms werden in einem Reagenzglas mit der Imprägnierungslösung durchmischt. Dann wird die überstehende Flüssigkeit dekantiert und das zurückbleibende feuchte Pulver 2 Stunden lang bei 120 °C getrocknet. Durch 10 Minuten lange Wärmebehandlung des getrockneten Pulvers in einem geschlossenen Ofen bei 250 °C wird durch thermische Zersetzung und Oxidation von IrCl₃ und RuCl₃ eine aktive Schicht aus Ruthenium-Iridium-Oxid erzeugt.2 g of the titanium sponge are mixed with the impregnation solution in a test tube. Then the supernatant liquid is decanted and the remaining moist powder is dried at 120 ° C. for 2 hours. By heat-treating the dried powder in a closed oven at 250 ° C. for 10 minutes, an active layer of ruthenium-iridium-oxide is produced by thermal decomposition and oxidation of IrCl ₃ and RuCl ₃ .

Das Behandeln mit der Imprägnierungslösung und die Wärmebehandlung werden wiederholt, bis ein Ru-Gehalt von 20 mg/lg Titan-Schwamm und ein Ir-Gehalt von 10 mg/lg Titan-Schwamm erreicht ist.The treatment with the impregnation solution and the heat treatment are repeated until an Ru content of 20 mg / lg titanium sponge and an Ir content of 10 mg / lg titanium sponge is reached.

Pressen:Press:

In ein auf 150 °C erhitztes Preßgesenk wird der Stromverteiler und darauf die Scheibe aus Lupolen 5261 Z gelegt. Nach 10 Minuten (Temperaturausgleich) werden Stromverteiler und Scheibe durch 1 Minute dauerndes Pressen mit einem Druck von 0,15 t/cm² miteinander verbunden. Dann werden 0,8 g des aktivierten Titan-Schwamms (katalytische Teilchen) gleichmäßig auf der Scheibe verteilt und bei 140 °C mit einem Druck von 0,2 t/cm² 1 Minute lang in die Oberfläche der Scheibe eingepreßt.The power distributor and the Lupolen 5261 Z disc are placed in a press die heated to 150 ° C. After 10 minutes (temperature compensation), the power distributor and the pane are connected to one another by pressing for 1 minute at a pressure of 0.15 t / cm ² . Then 0.8 g of the activated titanium sponge (catalytic particles) are uniformly distributed on the disk and pressed into the surface of the disk at 140 ° C. with a pressure of 0.2 t / cm ^{2 for} 1 minute.

Die Menge der katalytischen Teilchen entspricht 800 g/m² Elektroden-Oberfläche mit einem Ir-Gehalt von 8 g und einem Ru-Gehalt von 16 g.The amount of the catalytic particles corresponds to 800 g / m ² electrode surface with an Ir content of 8 g and an Ru content of 16 g.

Example 9

Herstellung einer Verbundelektrode mit elektrochemisch aktivem Katalysator aus Ruthenium-Palladium-Oxid

Stromverteiler; Durchmesser 33 mm: Mit Korund gestrahltes und mit Salzsäure gebeiztes Titanstreckmetall (Maschenlänge 10 mm, Maschenbreite 5,7 mm und Stegdicke 1 mm) mit einer Stromzuleitung aus Titan-Draht (Durchmesser 2 mm)
elektrisch leitender Kunststoff: Scheibe (Durchmesser 36 mm, Dicke 4 mm) aus Colcolor der Firma Degussa, Frankfurt (Polypropylen mit 25 Gewichts-% Ruß)
Träger-Teilchen: Titan-Schwamm mit einer Korngröße von 0,4 - 0,85 mm, 30 Minuten lang mit 90 °C warmer 10 prozentiger Oxalsäure behandelt, mit wasser gewaschen und getrocknet
Imprägnierungslösung: 0,54 g RuCl₃xH₂O (38 Gewichts-% Ru)}gelöst in 0,13 g PdCl₂ 15 ml Butanol 1,84 g Tetrabutylorthotitanat

Production of a composite electrode with an electrochemically active catalyst made of ruthenium-palladium oxide

Power distributor; Diameter 33 mm: Titanium expanded metal blasted with corundum and pickled with hydrochloric acid (mesh length 10 mm, mesh width 5.7 mm and web thickness 1 mm) with a power supply made of titanium wire (diameter 2 mm)
electrically conductive plastic: disc (diameter 36 mm, thickness 4 mm) made of Colcolor from Degussa, Frankfurt (polypropylene with 25% by weight carbon black)
Carrier particles: Titanium sponge with a grain size of 0.4 - 0.85 mm, treated with 10 percent oxalic acid at 90 ° C for 30 minutes, washed with water and dried
Impregnation solution: 0.54 g RuCl ₃ xH ₂ O (38% by weight Ru)} dissolved in 0.13 g PdCl ₂ 15 ml butanol 1.84 g tetrabutyl orthotitanate

2 g des Titan-Schwamms werden in einem Reagenzglas mit der Imprägnierungslösung durchmischt. Dann wird die überstehende Flüssigkeit dekantiert und das zurückbleibende feuchte Pulver 20 Minuten lang bei 140 °C getrocknet. Durch Wärmebehandlung des getrockneten Pulvers in einem geschlossenen Ofen - zunächst 10 Minuten lang bei 250 °C, dann 15 Minuten bei 450 °C - wird auf dem Titan-Schwamm eine aktive Schicht aus Ruthenium-Palladium-Oxid erzeugt.2 g of the titanium sponge are mixed with the impregnation solution in a test tube. Then the supernatant liquid is decanted and the remaining moist powder is dried at 140 ° C. for 20 minutes. Heat treatment of the dried powder in a closed oven - first for 10 minutes at 250 ° C, then 15 minutes at 450 ° C - creates an active layer of ruthenium-palladium oxide on the titanium sponge.

Das Behandeln mit der Imprägnierungslösung und die Wärmebehandlung werden wiederholt, bis ein Ru-Gehalt von 18,8 mg/lg Titan-Schwamm und ein Pd-Gehalt von 6,9 mg/lg Titan-Schwamm erreicht ist.The treatment with the impregnation solution and the heat treatment are repeated until an Ru content of 18.8 mg / lg titanium sponge and a Pd content of 6.9 mg / lg titanium sponge is reached.

Pressen:Press:

In ein auf 180 °C erhitztes Preßgesenk wird der Stromverteiler und darauf die Colcolor-Scheibe gelegt. Nach 10 Minuten (Temperaturausgleich) werden Stromverteiler und Scheibe durch 1 Minute dauerndes Pressen mit einem Druck von 0,5 t/cm² miteinander verbunden. Dann werden 0,8 g des aktivierten Titan-Schwamms (katalytische Teilchen) gleichmäßig auf der Scheibe verteilt und bei 180 °C mit einem Druck von 0,5 t/cm² 1 Minute lang in die Oberfläche der Scheibe eingepreßt.The power distributor and the Colcolor disc are placed in a press die heated to 180 ° C. After 10 minutes (temperature compensation), the power distributor and the pane are connected to one another by pressing for 1 minute at a pressure of 0.5 t / cm ² . Then 0.8 g of the activated titanium sponge (catalytic particles) are uniformly distributed on the disk and pressed into the surface of the disk at 180 ° C. with a pressure of 0.5 t / cm ^{2 for} 1 minute.

Die Menge der katalytischen Teilchen entspricht 800 g/m² Elektroden-Oberfläche mit einem Ru-Gehalt von 15 g und einem Fd-Gehalt von 5,5 g.The amount of the catalytic particles corresponds to 800 g / m ² electrode surface with an Ru content of 15 g and an Fd content of 5.5 g.

Example 10

Herstellung einer Verbundelektrode mit elektrochemisch aktivem Katalysator aus Rutheniumoxid

Stromverteiler; Durchmesser 33 mm: Mit Korund gestrahltes und mit Salzsäure gebeiztes Titanstreckmetall (Maschenlänge 10 mm, Maschenbreite 5,7 mm und Stegdicke 1 mm) mit einer Stromzuleitung aus Titan-Draht (Durchmesser 2 mm)
elektrisch leitender Kunststoff: Scheibe (Durchmesser 36 mm, Dicke 2,5 mm) aus Lupolen 5261 Z der Firma BASF AG, Ludvigshafen (Hochdruckpoly- äthylen mit 7,5 Gewichts-% Ruß)
Träger-Teilchen: Titan-Schwamm mit einer Korngröße von 0,4 - 0,85 mm, 30 Minuten lang mit 90 °C warmer 10 prozentiger Oxalsäure gebeizt, mit Wasser gewaschen und getrocknet
Imprägnierungslösung: 1,67 g RuCl₃, xH₂O (38 Gewichts-% Ru) 6,7 ml HC1 100 ml Isopropanol

Production of a composite electrode with an electrochemically active catalyst made of ruthenium oxide

Power distributor; Diameter 33 mm: Titanium expanded metal blasted with corundum and pickled with hydrochloric acid (mesh length 10 mm, mesh width 5.7 mm and web thickness 1 mm) with a power supply made of titanium wire (diameter 2 mm)
electrically conductive plastic: disc (diameter 36 mm, thickness 2.5 mm) made of Lupolen 5261 Z from BASF AG, Ludvigshafen (high-pressure polyethylene with 7.5% by weight carbon black)
Carrier particles: Titanium sponge with a grain size of 0.4 - 0.85 mm, pickled for 10 minutes with 10 percent oxalic acid at 90 ° C, washed with water and dried
Impregnation solution: 1.67 g RuCl ₃ , xH ₂ O (38% by weight Ru) 6.7 ml HC1 100 ml isopropanol

2 g des Titan-Schwamms werden in einem Reagenzglas mit der Imprägnierungslösung durchmischt. Dann wird die überstehende Flüssigkeit dekantiert und das zurückbleibende feuchte Pulver 1 Stunde lang bei 100 °C getrocknet und anschließend 15 Minuten lang einer Temperatur von 250 °C ausgesetzt.2 g of the titanium sponge are mixed with the impregnation solution in a test tube. The supernatant liquid is then decanted and the remaining moist powder is dried at 100 ° C. for 1 hour and then exposed to a temperature of 250 ° C. for 15 minutes.

Das Behandeln mit der Imprägnierungslösung und die Wärmebehandlung werden wiederholt, bis ein Ru-Gehalt von 15,6 mg/lg Titan-Schwamm erreicht ist.The treatment with the impregnation solution and the heat treatment are repeated until an Ru content of 15.6 mg / lg titanium sponge is reached.

Dann wird der Ru-haltige Titan-Schwamm in einem Ofen jeweils 10 Minuten lang einer Temperatur von 300 °C, 430 °C und 400 °C ausgesetzt.Then the Ru-containing titanium sponge is exposed to a temperature of 300 ° C, 430 ° C and 400 ° C for 10 minutes in an oven.

Pressen:Press:

In ein auf 150 °C erhitztes Preßgesenk wird der Stromverteiler und darauf die Scheibe aus Lupolen 5261 Z gelegt. Nach 10 Minuten (Temperaturausgleich) werden Stromverteiler und Scheibe durch 1 Minute dauerndes Pressen mit einem Druck von 0,15 t/cm² miteinander verbunden. Dann werden 0,8 g des aktivierten Titan-Schwamms (katalytische Teilchen) gleichmäßig auf der Scheibe verteilt und bei 140 °C mit einem Druck von 0,2 t/cm² 1 Minute land in die Oberfläche der Scheibe eingepreßt.The power distributor and the Lupolen 5261 Z disc are placed in a press die heated to 150 ° C. After 10 minutes (temperature compensation), the power distributor and the pane are connected to one another by pressing for 1 minute at a pressure of 0.15 t / cm ² . Then 0.8 g of the activated titanium sponge (catalytic particles) are evenly distributed on the disk and pressed into the surface of the disk at 140 ° C. with a pressure of 0.2 t / cm ^{2 for} 1 minute.

Die Menge an katalytischen Teilchen entspricht 800 g/m² Elektroden-Oberfläche mit einem Ru-Gehalt von 12,5 g.The amount of catalytic particles corresponds to 800 g / m ² electrode surface with an Ru content of 12.5 g.

Example 11

Herstellung einer Verbundelektrode mit elektrochemisch aktivem Katalysator aus Ruthenium-Mangan-Zinn-Oxid

Elektrisch leitender Kunststoff: Scheibe (Durchmesser 36 mm, Dicke 6 mm) aus Novolen KR 1682 der Firma BASF AG, Ludwigshafen (Polypropylen mit 80 Gewichts-% Graphit)
Träger-Teilchen: Titan-Schwamm mit einer Korngröße von 0,4 - 0,85 mm, 30 Minuten lang mit 90 °C warmer 10 prozentiger Oxalsäure behandelt, mit Wasser gewaschen und getrocknet
Imprägnierungslösung: 0,44 g RuCl₃• xH₂O (38 Gewichts-% Ru) 0,09 g SnCl₂• 2H₂0 0,52 g Mn(NO₃)₂• 4H₂0 4 ml Butanol

Production of a composite electrode with an electrochemically active catalyst made of ruthenium-manganese-tin oxide

Electrically conductive plastic: disc (diameter 36 mm, thickness 6 mm) made of Novolen KR 1682 from BASF AG, Ludwigshafen (polypropylene with 80% by weight graphite)
Carrier particles: Titanium sponge with a grain size of 0.4 - 0.85 mm, treated with 10 percent oxalic acid at 90 ° C for 30 minutes, washed with water and dried
Impregnation solution: 0.44 g RuCl ₃ • xH ₂ O (38% by weight Ru) 0.09 g SnCl ₂ • 2H ₂ 0 0.52 g Mn (NO ₃ ) ₂ • 4H ₂ 0 4 ml butanol

2 g des Titan-Schwamms werden in einem Reagenzglas mit der Imprägnierungslösung durchmischt. Die überstehende Flüssigkeit wird dekantiert und das zurückbleibende feuchte Pulver 15 Minuten lang bei 140 °C getrocknet.2 g of the titanium sponge are mixed with the impregnation solution in a test tube. The supernatant liquid is decanted and the remaining moist powder is dried at 140 ° C. for 15 minutes.

Durch Wärmebehandlung des getrockneten Pulvers zunächst bei 250 °C, dann bei 420 °C für jeweils 10 Minuten wird durch thermische Zersetzung und Oxidation von RuCl₃, SnCl₂ und Mn(NO₃)₂ eine aktive Schicht aus Ruthenium-Mangan-Zinn-Oxid erzeugt.By heat-treating the dried powder first at 250 ° C, then at 420 ° C for 10 minutes, an active layer of ruthenium-manganese-tin oxide is formed by thermal decomposition and oxidation of RuCl ₃ , SnCl ₂ and Mn (NO ₃ ) ₂ generated.

Das Behandeln mit der Imprägnierungslösung und die Wärmebehandlung werden wiederholt, bis ein Ru-Gehalt von 28,57 mg/lg Titan-Schwamm erreicht ist.The treatment with the impregnation solution and the heat treatment are repeated until an Ru content of 28.57 mg / lg titanium sponge is reached.

Pressen:Press:

In ein auf 185 °C erhitztes Preßgecenk wird die Scheibe aus Novolen KR 1682 gelegt. Nach 10 Minuten (Temperaturausgleich) werden 0,7 g des aktivierten Titan-Schwamms (katalytische Teilchen) gleichmäßig auf der Scheibe verteilt und bei 180 °C mit einem Druck von 0,2 t/cm² 1 Minute lang in die Oberfläche der Scheibe eingepreßt.The disk made of Novolen KR 1682 is placed in a press die heated to 185 ° C. After 10 minutes (temperature compensation), 0.7 g of the activated titanium sponge (catalytic particles) are evenly distributed on the disk and pressed into the surface of the disk at 180 ° C. with a pressure of 0.2 t / cm ^{2 for} 1 minute .

Die Menge an katalytischen Teilchen entspricht 700 g/m² Elektroden-Oberfläche mit einem Ru-Gehalt von 20 g, einem Mn-Gehalt von 13,7 g und einem Sn-Gehalt von 5,8 g.The amount of catalytic particles corresponds to 700 g / m ² electrode surface with an Ru content of 20 g, a Mn content of 13.7 g and an Sn content of 5.8 g.

Example 12

Herstellung einer Verbundelektrode mit elektrochemisch aktivem Katalysator aus Platin

Stromverteiler; Durchmesser 33 mm: Mit Korund gestrahltes und mit Salzsäure gebeiztes Titanstreckmetall (Maschenlänge 10 mm, Maschenbreite 5,7 mm und Stegdicke 1 mm) mit einer Stromzuleitung aus Titan-Draht (Durchmesser 2 mm)
elektrisch leitender Kunststoff: Scheibe (Durchmesser 36 mm, Dicke 4 mm) aus Colcolor der Firma Degussa, Frankfurt (Polypropylen mit 25 Gewichts-% Ruß)
Träger-Teilchen: Titan-Schwamm mit einer Korngröße von 0,4 - 0,85 mm, 30 Minuten lang mit 90 °C warmer 10 prozentiger Oxalsäure behandelt, mit Wasser gewaschen und getrocknet
Lösung für das galvanische Beschichten: 7,5 g KOH 10 g K₂[Pt(OH)₆] 500 ml Wasser

Production of a composite electrode with an electrochemically active catalyst made of platinum

Power distributor; Diameter 33 mm: Titanium expanded metal blasted with corundum and pickled with hydrochloric acid (mesh length 10 mm, mesh width 5.7 mm and web thickness 1 mm) with a power supply made of titanium wire (diameter 2 mm)
electrically conductive plastic: disc (diameter 36 mm, thickness 4 mm) made of Colcolor from Degussa, Frankfurt (polypropylene with 25% by weight carbon black)
Carrier particles: Titanium sponge with a grain size of 0.4 - 0.85 mm, treated with 10 percent oxalic acid at 90 ° C for 30 minutes, washed with water and dried
Solution for electroplating: 7.5 g KOH 10 g K ₂ [Pt (OH) ₆ ] 500 ml water

Herstellung der katalytischen Teilchen durch galvanisches Beschichten (Aktivierung) des Titan-Schwamms:Production of the catalytic particles by galvanic coating (activation) of the titanium sponge:

Der Titan-Schwamm wird auf ein Blech gegeben und zusammen mit dem Blech als Kathode in die 75 °C warme Lösung für das galvanische Beschichten getan. Unter Verwendung einer Anode aus platiniertem Titan werden bei einer kathodischen Stromdichte von 11 mA/cm² innerhalb von 12 Minuten 100 mg Pt/lg Titan-Schwamm abgeschieden.The titanium sponge is placed on a sheet and placed together with the sheet as the cathode in the 75 ° C solution for the galvanic coating. Using a platinum-plated titanium anode, 100 mg Pt / lg titanium sponge are deposited within 12 minutes at a cathodic current density of 11 mA / cm ² .

Pressen:Press:

In ein auf 180 °C erhitztes Preßgesenk wird der Stromverteiler und darauf die Colcolor-Scheibe gelegt. Nach 10 Minuten (Temperaturausgleich) werden Stromverteiler und Scheibe durch 1 Minute dauerndes Pressen mit einem Druck von 0,5 t/cm² miteinander verbunden. Dann werden 0,2 g des aktivierten Titan-Schwamms (katalytische Teilchen) gleichmäßig auf der Scheibe verteilt und bei 180 °C mit einem Druck von 0,5 t/cm² 1 Minute lang in die Oberfläche der Scheibe eingepreßt.The power distributor and the Colcolor disc are placed in a press die heated to 180 ° C. After 10 minutes (temperature compensation), the power distributor and the pane are connected to one another by pressing for 1 minute at a pressure of 0.5 t / cm ² . Then 0.2 g of the activated titanium sponge (catalytic particles) are uniformly distributed on the disk and pressed into the surface of the disk at 180 ° C. with a pressure of 0.5 t / cm ^{2 for} 1 minute.

Die Menge der katalytischen Teilchen entspricht 200 g/m² Elektroden-Oberfläche mit einem Pt-Gehalt von 20 g.

The amount of the catalytic particles corresponds to 200 g / m ² electrode surface with a Pt content of 20 g.

Claims

1. Composite electrode made of an electrically conductive base body and partially embedded therein catalytic particles of catalyst applied to carrier particles, characterized in that the base body consists of electrically conductive plastic.

2. Composite electrode according to claim 1, characterized in that the electrically conductive plastic has at least a thickness of 2 mm.

3. Composite electrode according to claim 1 or 2, characterized in that the electrically conductive plastic contains finely divided carbon as an electrically conductive material.

4. Composite electrode according to claim 3, characterized in that the electrically conductive plastic consists of thermoplastic and finely divided carbon.

5. Composite electrode according to one of claims 1 to 4, characterized in that the catalyst is one or more of the Contains platinum group metals ruthenium, iridium, palladium, platinum and rhodium as metal and / or oxide.

6. Composite electrode according to claim 5, characterized in that the catalyst consists of one or more of the platinum group metals as metal and / or oxide and one or more base metals as metal and / or oxide.

7. Composite electrode according to claim 6, characterized in that the base metal is titanium, zirconium, hafnium, niobium, tantalum, manganese, iron, cobalt, nickel, tin, lead, antimony and / or bismuth.

8. Composite electrode according to claim 6 or 7, characterized in that the catalyst consists of ruthenium titanium oxide.

9. Composite electrode according to one of claims 1 to 8, characterized in that the carrier particles consist of titanium, zirconium, niobium or tantalum.

10. Composite electrode according to claim 9, characterized in that the carrier particles consist of titanium sponge.

11. Composite electrode according to claim 10, characterized in that the particle size of the titanium sponge is between 0.2 and 1.0 mm.

12. Composite electrode according to one of claims 1 to 8, characterized in that the carrier particles consist of titanium oxide of the general formula Ti0 _2-x with 0 <x <1.

13. Composite electrode according to claim 12, characterized in that the size of the titanium oxide particles is between 0.03 and 0.5 mm.

14. Composite electrode according to one of claims 1 to 13, characterized in that a metallic current distributor is embedded in the electrically conductive plastic.

15. Composite electrode according to claim 14, characterized in that the current distributor consists of an expanded metal or a metal network.

16. The composite electrode according to claim ^- 14 or 15, characterized in that the current distributor consists of titanium.

17. Composite electrode according to claim 14 or 15, characterized in that the current distributor consists of copper or aluminum.

18. A method for producing a composite electrode according to one of claims 1 to 17, characterized in that the catalytic particles are uniformly distributed on the electrically conductive plastic and partially pressed into the surface of the electrically conductive plastic at elevated temperature under pressure.

19. A method for producing a composite electrode according to claim 18, characterized in that the electrically conductive plastic is pressed with a metallic current distributor at elevated temperature under pressure.

20. Use of the composite electrode according to one of claims 1 to 17 as an oxygen anode in metal recovery electrolysis in aqueous solutions.

21. Use of the composite electrode according to one of claims 1 to 17 as an oxygen anode in electroplating.

22. Use of the composite electrode according to one of claims 1 to 17 as an oxygen anode in the electrochemical reduction of organic compounds.

23. Use of the composite electrode according to one of claims 1 to 17 as an oxygen anode in electrocoating.