FI57447B - Metallelektrod avsedd i huvudsak foer kloralkalielektrolys - Google Patents

Description

UTg^lTJI ΓβΙ nn KUULUTUSJULKAISU 5 744? jg3T» LBJ (11) UTLÄGGNINCSSKRIFT 3 ' ' (4S) (51) K».ik?yint.o.3 0 25 B 11/04 SUOMI —FINLAND (21) P»t*nttlh*k»mu* —P*t*nt*n»ölcnlng 3129/7*+ (22) H»ktml«p*lvl — An«öknlng»d*g 25.10.7*+ (23) AlkupUvt—GHtlghttxlag 25.10.7*+ (41) Tullut JulklMki) — Blhrit offamllg 01.05.75

Patentti· ja rekisterihallitut (44) N»ht*vik,lp™ j. kuuLlulktUun pvm.-

Patent· och registentyrelten An*ök*n utiagd och uti.tknfun pubikwad 30.04.80 (32)(33)(31) Pyrd«ty «tuolle·»-Begird priority 31.10.73 " Saksan Liittotasavalta-Förbundsrepubliken

Tyskland(DE) P 235*+*+77·6 Toteennäytetty-Styrkt (71) Conradty GmbH & Co. Metallelektroden KG, Griinthal, 8505 Röthenbach a.d. Pegnitz, Saksan Liittotasavalta-Förbundsrepubliken Tyskland'(DE) (72) Christine Zöllner, Schwaig b/Nurnberg, Dieter Zöllner, Schwaig b/Niirnberg, Konrad Koziol, Röthenbach a.d. Pegnitz, Saksan Liittotasavalta-Förbunds-republiken Tyskland(DE) (7*+) Oy Kolster Ab (5*+) Pääasiassa kloorielektrolyysiin tarkoitettu metallielektrodi - Metall-elektrod avsedd i huvudsak för kloralkalielektrolys Tämä keksintö koskee metallielektrodia, jossa on aktiivinen peitekerros, joka perustuu metalliplatinaatteihin ja metallipalladaatteihin.

On tunnettua varustaa metallielektrodeja aktiivisella peitekerroksella, joka perustuu yhdisteeseen, jonka kaava on Me(l)n ^ ^Pt^O^, jossa Me(l) on Li tai Na (DE-hakemusjulkaisu 1 813 9*+*+)> NaCl:n, KCl:n, kloraatin ja HCl:n elektrolyysiä varten.

Erään vanhemman FI-patenttihakemuksen 637/7*+ mukaan voi peitekerros myös sisältää aineita, jotka ovat tyyppiä Me^(l)n ^ ^Me^(l)n Q .jPt^O^, jossa Me^ on Li, Na, K ja Me on Tl tai Ag.

Ώ Näille elektrodeille on ominaista suuri käyttövarmuus, pitkä elinikä ja kennojännitteen suuri vakinaisuus.

Esillä olevan keksinnön tehtävänä oli löytää titaania olevan elektrodi-kappaleen lejeeratun ulkopinnan ja edellä mainittujen sähkökemiallisesti aktiivisten aineiden väliin sijoitettava upotusaine, joka toisaalta ei vaikuta haitallisesti aktiivisiin aineisiin ja toisaalta kemiallisesti kestävästi suojaa jäljellä olevat kohdat olematta täysin inaktiivinen ja kohottamatta anodin virrankulutusta.

57447

Keksinnön kohteena on tarkemmin sanottuna pääasiassa kloorielektrolyysiin tarkoitettu metallielektrodi, joka käsittää mahdollisesti pinnalta lejeeratun titaanipohjan, metalliplatinaattia tai -palladaattia sisältävän sähköaktiivisen peitekerroksen sekä upotusainetta, jonka avulla varmistetaan peitekerroksen pysyvyys .

Keksinnölle on tunnusomaista, että upotusaine on tyyppiä Ββ(ΜχΤϊ^_χ)θ3 oleva yhdiste, jossa M tarkoittaa yhtä tai useampaa metallista Pt, Ru, Rh, Pd,

Os ja Ir ja x:n arvo on välillä 0,1 ja 0,5·

Kaavan ΒΒ(ΜχΤί^_χ)θ^ mukaisia yhdisteitä ovat ensimmäisen kerran puhtaina valmistaneet ja tutkineet J.G-. Katz ja R. Ward (J.Am.Chem.Soc. 83, s. 3026, 1961).

On osoittautunut, että aktiiviset yhdisteet Me(l) n ςΡΐ O, ja Me.(l) n . M^(l)n q ^Pt^O^ varsin hyvin upottuvat näihin yhdisteisiin ja ne voidaan myös saada tarttumaan hyvin elektrodirunkokappaleen lejeerattuun titaaniulkopintaan. Toisin kuin useat muut tartunta-aineet on näillä aineilla myös määrätty sähköjohto-kyky ja, tosin vähäinen, sähkökemiallinen aktiviteetti.

Esimerkki 1 1 mooli BaCO^, 0,1 moolia PtO^, 0,9 moolia TiO^ jauhettiin hienoksi ja kuumennettiin noin 1 tunti ilmassa kvartsiupokkaissa, sintteritavara jauhettiin uudelleen hienoksi ja saatettiin 2k tunnin kuluessa tyhjössä lämpötilaan 1 300°C. Saadaan homogeeninen, mikrokiteinen, meripihkanvärinen yhdiste. Tämä yhdiste (70 %) sintrataan yhdessä LiQ ^Pt^O^ (30 %) kanssa platinoidulle titaanille lämpötilassa n. 600°C. L1q ^Pt^O^ pitoisuus voidaan sähkökemiallista käyttöä varten ääritapauksissa laskea 10 $:iin, se on normaalisti kuitenkin noin kO %.

Täten saadun elektrodin virtatulokset olivat 97~9Ö %·

Reaktio kulkee seuraavan yhtälön mukaisesti:

BaC03 + 0,1 Pt02 + 0,9 Ti02 1 000~1 3°°% TiQ^)o3 + C02 + 02

Ei ole tarkoituksenmukaista mennä alle arvojen 0,1 moolia Pt02, koska muutoin esiintyy jo puhdasta bariumtitanaattia, jolla on kovin liian vähäinen kemiallinen aktiviteetti ja huono sähkönjohtavuus. Arvoilla 0,1-0,5 PtOg yhdisteessä ei enää tapahdu täydellistä reaktiota ja rinnan yhdisteen muodostumisen kanssa esiintyy Pt02 hajoamista, jolloin vapautuu metallista platinaa, joka tekee yhdisteen epäpuhtaaksi. Tämä on eduksi titaanipinnalle poltossa, niin että on edullista toimia tällä alueella.

Yhdisteryhmässä Ba(MxTi.j_x)03 voidaan metalleina käyttää Ru, Rh, Pd, Os, Ir.

Esimerkkinä valmistuksesta annettakoon: 0,3 Ru + BaC03 + 0,7 Ti02 ——C-> Ba (RuQ 3TiQ ?)03 + COg.

3 57447

Esimerkki 2 0,3 moolia Ru, 1 mooli BaCO^ ja 0,7 moolia TiO£ kuumennettiin hienoksijau-hennetussa muodossa kvartsiupokkaassa ilmassa hitaasti lämpötilaan 1 050-1 100°C. Syntyy pieniä, melkein värittömiä kiteitä. Ne sijoitetaan yhdessä seoksen 30 %

LiQ ^Pt^, 5 % NaQ ^Τ10 ^Pt^O^ ja 5 % LiQ ^t^ kanssa talliumilla lejee- ratulle titaanipinnalle. Kennojännite virralla 10 000 A/m^ on h,3 V, elektrodit toimivat NaCl-kennossa vaikeuksitta 15 kuukauden ajan.

Erityinen muunnos peitekerroksen aktiivisen aineen ja keksinnön mukaisen upotusaineen yhdistelmä on sellainen, jossa upotusaineeseen valitaan sama jalo-metallikomponentti kuin aktiiviseen aineeseen.

Jos aktiivisena aineena käytetään esim. LiQ ^Pt^O^, niin voidaan upotus-aineena käyttää BaCPt^ ^Ti^ 8^3' *^os komponentti koostuu yhdisteestä TIPd 0, , niin voidaan upotusaineena käyttää Ba(Pd_ Ti )0 .

Samoin voidaan upotusaine valita siten, että titanaatin luovuttama komponentti on sitä metallia, jota on lejeerattu myös titaania olevan elektrodirunko-kappaleen pintaan. Tähän tarkoitukseen tulevat kysymykseen esim. Pt, Rh, Pd ja Ir.

On osoittautunut tarkoituksenmukaiseksi, että upotusaineessa, aktiivisessa aineessa ja titaania olevan elektrodirunkokappaleen pinnan lejeerauksessa käytetään samaa jalometallikomponenttia.