FI72149C - Elektrokatalytisk elektrod. - Google Patents
Elektrokatalytisk elektrod. Download PDFInfo
- Publication number
- FI72149C FI72149C FI833054A FI833054A FI72149C FI 72149 C FI72149 C FI 72149C FI 833054 A FI833054 A FI 833054A FI 833054 A FI833054 A FI 833054A FI 72149 C FI72149 C FI 72149C
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- oxide
- electrode
- coating
- electrocatalyst
- palladium
- Prior art date
Links
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 31
- 229910003445 palladium oxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 29
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 25
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- 239000010411 electrocatalyst Substances 0.000 claims abstract description 16
- 229910001925 ruthenium oxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 15
- WOCIAKWEIIZHES-UHFFFAOYSA-N ruthenium(iv) oxide Chemical compound O=[Ru]=O WOCIAKWEIIZHES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims abstract description 9
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 6
- JQPTYAILLJKUCY-UHFFFAOYSA-N palladium(ii) oxide Chemical compound [O-2].[Pd+2] JQPTYAILLJKUCY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract 2
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 2
- WQYVRQLZKVEZGA-UHFFFAOYSA-N hypochlorite Chemical compound Cl[O-] WQYVRQLZKVEZGA-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 10
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 6
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 6
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 abstract description 6
- JFBJUMZWZDHTIF-UHFFFAOYSA-N chlorine chlorite Inorganic materials ClOCl=O JFBJUMZWZDHTIF-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 3
- BPUBBGLMJRNUCC-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);tantalum(5+) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Ta+5].[Ta+5] BPUBBGLMJRNUCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- 229910001936 tantalum oxide Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- HBEQXAKJSGXAIQ-UHFFFAOYSA-N oxopalladium Chemical compound [Pd]=O HBEQXAKJSGXAIQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 24
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- IANUMTRPEYONHL-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-) ruthenium(3+) titanium(4+) Chemical compound [O-2].[Ti+4].[Ru+3] IANUMTRPEYONHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 7
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 6
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 6
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 6
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 5
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N N-Butanol Chemical compound CCCCO LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 2
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 2
- -1 platinum group metal oxides Chemical class 0.000 description 2
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 2
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 2
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- AMQJEAYHLZJPGS-UHFFFAOYSA-N N-Pentanol Chemical compound CCCCCO AMQJEAYHLZJPGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001252 Pd alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 101150003085 Pdcl gene Proteins 0.000 description 1
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HWOBZWKJLNWNBZ-UHFFFAOYSA-N [O-2].[Ti+4].[Re+4].[O-2].[O-2].[O-2] Chemical compound [O-2].[Ti+4].[Re+4].[O-2].[O-2].[O-2] HWOBZWKJLNWNBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000410 antimony oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- OHQLYLRYQSZVLV-UHFFFAOYSA-N dioxopalladium Chemical compound O=[Pd]=O OHQLYLRYQSZVLV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 description 1
- MUMZUERVLWJKNR-UHFFFAOYSA-N oxoplatinum Chemical compound [Pt]=O MUMZUERVLWJKNR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JWXFFWOSZTYVQD-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-) ruthenium(3+) titanium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Ti+4].[Ru+3] JWXFFWOSZTYVQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SOQBVABWOPYFQZ-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);titanium(4+) Chemical class [O-2].[O-2].[Ti+4] SOQBVABWOPYFQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OAIPDAMDEZHUHN-UHFFFAOYSA-N palladium tantalum Chemical compound [Pd].[Ta] OAIPDAMDEZHUHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910003446 platinum oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000005518 polymer electrolyte Substances 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 239000010970 precious metal Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000011253 protective coating Substances 0.000 description 1
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 1
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- PBCFLUZVCVVTBY-UHFFFAOYSA-N tantalum pentoxide Inorganic materials O=[Ta](=O)O[Ta](=O)=O PBCFLUZVCVVTBY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OEIMLTQPLAGXMX-UHFFFAOYSA-I tantalum(v) chloride Chemical compound Cl[Ta](Cl)(Cl)(Cl)Cl OEIMLTQPLAGXMX-UHFFFAOYSA-I 0.000 description 1
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 description 1
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
- 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Electrodes For Compound Or Non-Metal Manufacture (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Inert Electrodes (AREA)
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
- Illuminated Signs And Luminous Advertising (AREA)
- Electroluminescent Light Sources (AREA)
Description
1 72149
Elektrokatalyyttinen elektrodi
Keksintö koskee sen tyyppisiä elektrodeja, jotka käsittävät ruteeni-, palladium- ja titaanioksideihin perustuvan elektro-katalyytin.
Platinaryhmän metallioksidien käyttö titaani- ja muiden venttii-limetallielektrodien elektrokatalyyttisinä päällysteinä esitettiin ensimmäisen kerran GB-patenttijulkaisussa 1 147 442, jossa esitettiin palladiumoksidin erityisen edulliset ominaisuudet. Tämän jälkeen GB-patenttijulkaisussa 1 195 871 ehdotettiin sekakidemuodossa tai kiinteän liuoksen muodossa olevia venttiilimetalli/platinarvhmän metallioksidin päällysteitä ja tällaisia päällysteitä, erityisesti ruteeni-titaanioksidi-päällysteitä on laajasti käytetty nk. dimensiostabiileina anodeina elohopea-, diafragma- ja membraanielektrolysoimisken-noissa kloorin tuottamiseksi. Viimeksimainitun patenttijulkaisun esimerkissä VII on ehdotettu palladium-tantaalioksidipääl-lysteen käyttöä katodin suojaamiseksi tai hypokloriitin valmistamiseksi, mutta tämä päällyste ei ole ollut menestyksellinen.
Tämän jälkeen on tehty useita yrityksiä saada aikaan elektrodeja, joissa on palladiumoksidiin perustuva elektrokatalyytti, mutta ilman suurempaa menestystä.
Esimerkiksi JP-hakemusjulkaisussa 51-56783 ehdotettiin päällystettä, joka sisältää 55-95 mooli-% PdO:ta ja 5-45 mooli-% RuC^:ta, mutta näillä päällysteillä oli hyvin lyhyt elinikä, ja tarkoituksena parantaa tätä päällystettä, se on varustettu alus-kerroksella, esimerkiksi Ruf^-TiC^ (JP-hakemusjulkaisu 51-78787). Erään toisen ehdotuksen mukaan, joka on esitetty JP-hakemus-julkaisussa 51-116182, päällyste sisälsi 3-65 mooli-% PdO:ta, 3-20 mooli-% Ru02 ja 20-90 mooli-% Ti02:ta, mutta taas saatiin huonoja tuloksia.
2 72149
Lisäksi on tehty seuraavat yritykset käyttää hyväksi palladium-oksidin edullisia ominaisuuksia: palladiumoksidin sekapäällyste tinaoksidin ja ruteenioksidin ja mahdollisesti titaanioksidin kanssa määrätyissä suhteissa (US-patentti 4 061 558); palladiumoksidi yhdistettynä tinan, antimonin ja/tai titaani-oksidin kanssa (JP-hakemusjulkaisu 52-58075); aluskerros, esimerkiksi platinasta tai Ruoasta, päällystettynä palladium- ja titaanioksidilla (JP-hakemusjulkaisu 52-68076) ·, palladiumoksidi yhdessä pienen määrän kanssa ZrC>2 tai Ce02, jolloin jopa 20 mooli-% PdO:sta on korvattu esimerkiksi RuO^lla (JP-hakemusjulkaisu 53-33983); osittain hapetettu platina-palladiumlejeerinki (GB-patentti-julkaisu 1 549 119); platinaoksidi ja platina valmistettuna pyrolyyttisesti (JP-hakemusjulkaisu 52-86193); edeltäkäsin muodostettu palladiumoksidi dispergoituneena pyrolyyttisesti valmistettuun platinaan (JP-hakemusjulkaisut 54-43879 ja 54-77286); platina-aluskerros päällystettynä PdO:lla, CeO^lla ja TiC^illa (JP-hakemusjulkaisu 54-102290); ja
Pd0-Pt-Sn02-päällyste (JP-hakemusjulkaisu 55-97486).
Näiden julkaisujen perusteella havaitaan, että on tehty yrityksiä käyttää hyväksi palladiumoksidia johtuen sen hyvistä teknisistä ominaisuuksista, erityisesti sen alhaisesta kloorin kehityspotentiaalista ja korkeasta hapen kehityspotentiaalista, ja sen kohtuullisesta hinnasta. Kuitenkaan mitkään tähän päivään saakka ehdotetut ratkaisut tai kombinaatiot ole tehokkaasti tuoneet esiin palladiumoksidin potentiaaliset edut, johtuen sen luontaisista haittapuolista, erityisesti sen huonosta stabiliteetista johtuen.
Keksinnöllä saadaan aikaan, kuten patenttivaatimuksissa on esitetty, parannettu elektrodi, jonka avulla voidaan optimaa lisesti käyttää hyväksi palladiumoksidin elektrokatalyyttisiä 3 72149 ominaisuuksia, joka elektrodi käsittää elektrokatalyytin, joka sisältää 22-55 mooli-% ruteenioksidia, 0,2-22 mooli-% palladiumoksidia ja 44-77,8 mooli-% titaanioksidia.
Valmistettaessa tämän koostumuksen omaavaa sekaoksidielektro-katalyyttiä tavanomaisella tavalla pyrolysoimalla maaliliuosta, joka sisältää halutussa suhteessa näiden kolmen metallin, lämmössä hajaantuvia yhdisteitä, on havaittu, että tämä katalyytti sisältää ruteeni-titaanioksidia kiinteänä liuoksena tai sekakitei-senä, jossa palladiumoksidi on hienojakoisena stabilisoidussa muodossa. Tällaisilla päällysteillä, erityisesti venttiilimetal-lialustalla, kuten titaanilla, on käytännöllisesti katsoen sama tunnusomainen verkkomainen ulkomuoto ja morfologia kuin kiinteän liuoksen muodossa olevalla ruteeni-titaanioksidipäällysteellä, joka ei sisällä palladiumoksidia, ja sillä on samat erinomaiset kulutuksen kestävyysominaisuudet kuin tavanomaisella ruteeni-titaanioksidipäällysteellä, parannettuna stabilisoidun palla-diumoksidin lisäyksellä, mikä erityisesti saa aikaan korkean hapen ylipotentiaalin ja siten lisää elektrodin kloorin tai hypokloriitin valmistuksen tehokkuutta.
Tämä parannettu elektrokatalyytti on erityisen edullinen elektrodipäällysteenä kloorin ja hypokloriitin valmistuksessa, erityisesti sellaisissa tapauksissa, joissa on tärkeätä eliminoida ei-toivottua hapen kehitystä, kuten laimeiden suolaliuosten elektrolysoinnissa ja membraanikennoissa. Elektrokatalyytti voi, kuten edellä on mainittu, muodostaa päällysteen johtavalle elektrodialustalle, mutta siitä voidaan myöskin edullisesti muodostaa jauhe, joka sisällytetään tai tuetaan ioni-selektii-viselle membraanille tai jollekin muulle erottimelle, johon on kytketty virransyöttöjohto, nk. SPE- (Solid Polymer Electrolyte) tai Narrow Gap Cell-tekniikka.
Elektrokatalyytin erityisen edullinen koostumus sisältää 22-28 mooli-% ruteenioksidia, 1-12 mooli-% palladiumoksidia ja 60-77 mooli-% titaanioksidia, jolla alueella näytetään saavuttavan optimaalinen teho stabilisuuden ja hapen eston suhteen.
4 7 214 9
On myöskin todettu, että palladiumoksidin teho on erinomainen, kun palladiumoksidin ja ruteenioksidin moolisuhde on välillä 1:2 ja 1:20.
Eräässä toisessa edullisessa suoritusmuodossa, jossa elektro-katalyytti muodostaa päällysteen johtavalle alustalle, elektro-katalyyttiselle päällyskerrokselle asetetaan elektrokatalyytti-sesti inertti, huokoinen kerros keraamista oksidia, erityisesti venttiilimetallioksidia, kuten titaani- tai tantaalioksidia. Tällaiset suojaavat kerrokset toimivat diafragmana ja vaikuttavat ilmeisesti synergisesti palladiumoksidia sisältävän elektrokatalyyttisen päällysteen kanssa parantaen sen selektii-visyyttä (hapen estoa) ja samalla pidentäen huomattavasti sen elinikää. Parhaat tulokset on saavutettu titaanidioksidin suojäävällä päällyskerroksella.
Keksintöä kuvataan edelleen seuraavissa esimerkeissä ja verrataan tunnettuun tekniikkaan.
Esimerkki 1
Valmistettiin maaliliuos seuraavista aineista: 0,537 g RuCl^.aq 0,128 g PdCl2 1,876 g Ti(BuO)4 0,25 ml HC1 (väk.) 3,75 ml butanoli Tämä maaliliuos levitettiin siveltimellä esipeitatulle titaani-laatalle. Laatalle levitettiin kymmenen kerrosta, joista jokaista kuivattiin 5 minuuttia 120°C:ssa ja poltettiin 500°C:ssa 10 minuuttia. Valmistettu elektrokatalyyttinen päällyste sisälsi arviolta 25 mooli-% ruteenioksidia, 9 mooli-% palladium-oksidia ja 66 mooli-% titaanioksidia. Päällysteellä oli sama tunnusomainen "verkkomainen" ulkomuoto kuin vastaavalla ennestään tunnetulla päällysteellä, joka ei sisällä palladiumoksidia. Päällysteen röntgendifraktioanalyysi osoitti, että se koostui ruteeni-titaanioksidin kiinteästä liuoksesta tai sekakiteistä, 5 72149 jossa palladiuraoksidi oli dispergoituneena hienojakoisena erillisessä faasissa..
Elektrodi saatettiin kiihdytettyyn elinikäkokeeseen 150 g/1 i^SO^JSsä 50°C:ssa anodivirran tiheydellä 7,5 kA/m^. Sen elinikä oli 140 tuntia, kun taas vastaavan ennestään tunnetun elektrodin (ruteeni-titaanioksidi—päällyste, joka ei sisällä palladiumoksidia, mutta jolla muuten on sama jalometallisisältö) elinikä oli 23 tuntia.
Esimerkki 2
Valmistettiin elektrodi samalla tavalla kuin esimerkin 1 mukainen elektrodi, mutta käyttäen maalia, joka johtaa loppukoos-tumukseen, jossa on arviolta 28,5 mooli-% ruteenioksidia, 3 mooli-% palladiumoksidia ja 68,5 mooli-% titaanioksidia. Polttolämpötila oli 525°C:sta. Tämän jälkeen elektrodi päällystettiin tantaalipentoksidi-pintakerroksella levittämällä elektrodille tantaalipentakloridin amyylialkoholiliuos ja kuumentamalla 525°C:ssa 10 minuuttia. Elektrodi saatettiin kiihdytettyyn kokeeseen uima-allastyyppisessä hypokloriitin valmis-tuslaitteessa, jossa oli laimeata suolaliuosta. Elektrodi toimi kloorivirran hyötysuhteella 80-85 % 24 vuorokautta, kun taas paras kaupallisesti saatavissa oleva, ennestään tunnettu elektrodi toimii 65 %:n hyötysuhteella 15 vuorokautta.
Esimerkki 3
Verrattiin esimerkkiä 2 vastaavaa, päällyskerroksella päällystettyä elektrodia, mutta joka sisälsi noin 0,3 mooli-% palladiumoksidia, 29,7 mooli-% ruteenioksidia ja 70 mooli-% titaanioksidia, elektrodiin, jolla oli samankaltainen 30:70 mooli-%:nen ruteeni-titaanioksidipäällyste ja samanlainen pintakerros. Havaittiin, että sisällyttämällä 0,3 mooli-% palladiumoksidia saatiin elektrodin elinikä kaksinkertaistetuksi esimerkin 1 mukaisessa rikkihappo-elinikäkokeessa.
Vertailuesimerkki JP-hakemusjulkaisun 51-116182 esimerkki 1 toistettiin, jolloin 72149 6 saatiin titaanielektrodi, jonka päällyste nimellisesti muodostui 16 mooli-%:sta palladiumoksidia, 4 mooli-%:sta ruteeni-oksidia ja 80 mooli-%:sta titaanioksidia. Maaliliuos levitettiin neljä kertaa elektrodille, jolloin jalometallisisällöksi saatiin noin 1,4 g/m Pd ja 0,35 g/m Ru. Alhaisella virran- 2 tiheydellä (200 A/m ) mitatut ylipotentiaalit kloorin ja hapen kehitykselle olivat lupaavat (0,02 ja vastaavasti 0,9 V), mutta kun yritettiin mitata elektrodin elinikä 150 g/1 H„S0.:ssä 2 ^4 50°C:ssa anodivirran tiheydellä 7,5 kA/m , kuten esimerkissä 1, elektrodi kului lähes välittömästi loppuun. Tehtiin yritys tämän parantamiseksi käyttämällä väkevämpää (2,5 x) maalia ja lisäämällä elektrodille levitettyjen kerrosten lukumäärää neljästä kahdeksaan, mutta elinikä oli ainoastaan 8 tuntia. Yritettiin lisäksi saada aikaan käyttökelpoinen elektrodi lisäämällä ruteenin määrää, jolloin saatiin päällyste, joka sisälsi noin 13,8 mooli-% palladiumoksidia, 17,2 mooli-% ruteenioksidia ja 69 mooli-% titaanioksidia. Elinikä oli kuitenkin vielä lyhyempi kuin vastaavan ruteeni-titaanioksidielektrodin.
Vertailuesimerkissä ensiksi esitetty elektrodipäällyste tutkittiin myös röntgen-difraktiolla, joka osoitti, että palladium-oksidi, ruteenioksidi ja titaanioksidi esiintyivät kolmena erillisenä faasina. Mitään merkkejä ruteeni-titaanioksidin kiinteästä liuoksesta ei löytynyt. Vertailuesimerkin toisessa elektrodissa pääkomponentteinä olivat yksinkertaiset oksidit yhdessä pienen määrän kanssa ruteeni-titaanidioksidin kiinteätä liuosta. Molemmissa tapauksissa pääosa titaanioksidista esiintyi ei-toivotuissa anataasimuodossa.
Claims (6)
1. Elektrodi, joka käsittää ruteeni-, palladium- ja titaani-oksidiin perustuvan elektrokatalyytin, tunnettu siitä, että elektrokatalyytti sisältää 22-55 % Ru 0,2-22 % Pd ja 44-77,8 % Ti laskettuna kunkin oksidin mooliprosentteina.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen elektrodi, tunnettu siitä, että elektrokatalyytti sisältää 22-28 % Ru, 1-12 % Pd ja 60-77 % Ti, laskettuna kunkin oksidin mooliprosentteina.
3. Patenttivaatimuksen 1 ja 2 mukainen elektrodi, tunnettu siitä, että palladiumoksidin ja ruteenioksidin moolisuhde on välillä 1:2 ja 1:20.
4. Minkä tahansa edellisen patenttivaatimuksen mukainen elektrodi, tunnettu siitä, että elektrokatalyytti on venttiilimetallialustalla oleva päällyste, jolla on verkkomainen ulkomuoto.
5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen elektrodi, tunnettu siitä, että elektrokatalyyttipäällysteelle on asetettu elektro-kemiallisesti inertti, huokoinen keraaminen oksidikerros.
6. Patenttivaatimuksen 1, 2 tai 3 mukainen elektrodi, tunnettu siitä, että elektrokatalyytti on tuettu erottimelle tai sisällytetty erottimeen.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US8101763 | 1981-12-28 | ||
| PCT/US1981/001763 WO1983002288A1 (en) | 1981-12-28 | 1981-12-28 | Electrocatalytic electrode |
Publications (4)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FI833054A0 FI833054A0 (fi) | 1983-08-26 |
| FI833054L FI833054L (fi) | 1983-08-26 |
| FI72149B FI72149B (fi) | 1986-12-31 |
| FI72149C true FI72149C (fi) | 1987-04-13 |
Family
ID=22161587
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FI833054A FI72149C (fi) | 1981-12-28 | 1983-08-26 | Elektrokatalytisk elektrod. |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4517068A (fi) |
| EP (2) | EP0097154A1 (fi) |
| JP (1) | JPS58502222A (fi) |
| AT (1) | ATE16294T1 (fi) |
| CA (1) | CA1213563A (fi) |
| DE (1) | DE3267196D1 (fi) |
| FI (1) | FI72149C (fi) |
| NO (1) | NO160305C (fi) |
| WO (1) | WO1983002288A1 (fi) |
Families Citing this family (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4584085A (en) * | 1983-05-31 | 1986-04-22 | The Dow Chemical Company | Preparation and use of electrodes |
| EP0174413A1 (en) * | 1984-09-17 | 1986-03-19 | Eltech Systems Corporation | Composite catalytic material particularly for electrolysis electrodes and method of manufacture |
| US5215943A (en) * | 1989-07-05 | 1993-06-01 | Wisconsin Alumi Research Foundation | Ceramic membranes with enhanced thermal stability |
| US5028568A (en) * | 1989-07-05 | 1991-07-02 | Wisconsin Alumni Research Foundation | Niobium-doped titanium membranes |
| JP3212327B2 (ja) * | 1991-08-30 | 2001-09-25 | ペルメレック電極株式会社 | 電解用電極 |
| US5503663A (en) * | 1994-11-30 | 1996-04-02 | The Dow Chemical Company | Sable coating solutions for coating valve metal anodes |
| US7247229B2 (en) * | 1999-06-28 | 2007-07-24 | Eltech Systems Corporation | Coatings for the inhibition of undesirable oxidation in an electrochemical cell |
| US6527939B1 (en) | 1999-06-28 | 2003-03-04 | Eltech Systems Corporation | Method of producing copper foil with an anode having multiple coating layers |
| ITMI20010402A1 (it) * | 2001-02-28 | 2002-08-28 | De Nora Elettrodi Spa | Nuova composizione elettrocatalitica per catodo depolarizzato ad ossigeno |
| AU2011221387B2 (en) * | 2004-09-01 | 2012-04-19 | Eltech Systems Corporation | Pd-containing coating for low chlorine overvoltage |
| RU2425176C2 (ru) * | 2004-09-01 | 2011-07-27 | Элтек Систимс Копэрейшн | Способ получения электрода, электрод (варианты) и электролитическая ячейка (варианты) |
| JP5144264B2 (ja) * | 2004-09-01 | 2013-02-13 | デノラ・テック・インコーポレーテッド | 低い塩素過電圧のためのＰｄ含有コーティング |
| DE602005019105D1 (de) * | 2005-01-27 | 2010-03-11 | Industrie De Nora Spa | Hocheffizienter hypochloritanodenüberzug |
| US20070261968A1 (en) * | 2005-01-27 | 2007-11-15 | Carlson Richard C | High efficiency hypochlorite anode coating |
| US8022004B2 (en) * | 2008-05-24 | 2011-09-20 | Freeport-Mcmoran Corporation | Multi-coated electrode and method of making |
| JP5582762B2 (ja) * | 2009-11-09 | 2014-09-03 | デノラ・テック・インコーポレーテッド | ハロゲン含有溶液の電気分解において用いるための電極 |
| DE102010030293A1 (de) * | 2010-06-21 | 2011-12-22 | Bayer Materialscience Ag | Elektrode für die elektrolytische Chlorgewinnung |
| TWI433964B (zh) | 2010-10-08 | 2014-04-11 | Water Star Inc | 複數層之混合金屬氧化物電極及其製法 |
| DE102010043085A1 (de) | 2010-10-28 | 2012-05-03 | Bayer Materialscience Aktiengesellschaft | Elektrode für die elektrolytische Chlorherstellung |
| KR101317669B1 (ko) * | 2011-12-08 | 2013-10-15 | (주) 테크로스 | 선박 밸러스트 수 전해살균용 불용성 전극 및 그 제조방법 |
| ITMI20130505A1 (it) * | 2013-04-04 | 2014-10-05 | Industrie De Nora Spa | Cella per estrazione elettrolitica di metalli |
| US11668017B2 (en) | 2018-07-30 | 2023-06-06 | Water Star, Inc. | Current reversal tolerant multilayer material, method of making the same, use as an electrode, and use in electrochemical processes |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3778307A (en) * | 1967-02-10 | 1973-12-11 | Chemnor Corp | Electrode and coating therefor |
| GB1195871A (en) * | 1967-02-10 | 1970-06-24 | Chemnor Ag | Improvements in or relating to the Manufacture of Electrodes. |
| GB1246447A (en) * | 1967-09-26 | 1971-09-15 | Imp Metal Ind Kynoch Ltd | Improvements in or relating to the manufacture of oxide-coated electrodes for use in electrolytic processes |
| US3616445A (en) * | 1967-12-14 | 1971-10-26 | Electronor Corp | Titanium or tantalum base electrodes with applied titanium or tantalum oxide face activated with noble metals or noble metal oxides |
| US3562008A (en) * | 1968-10-14 | 1971-02-09 | Ppg Industries Inc | Method for producing a ruthenium coated titanium electrode |
| JPS51144381A (en) * | 1975-06-09 | 1976-12-11 | Tdk Corp | An electrode |
| JPS5328278A (en) * | 1976-08-30 | 1978-03-16 | Matsushita Electric Works Ltd | Small switch |
| US4157943A (en) * | 1978-07-14 | 1979-06-12 | The International Nickel Company, Inc. | Composite electrode for electrolytic processes |
| US4306950A (en) * | 1979-10-15 | 1981-12-22 | Westinghouse Electric Corp. | Process for forming sulfuric acid |
-
1981
- 1981-12-28 WO PCT/US1981/001763 patent/WO1983002288A1/en not_active Ceased
- 1981-12-28 JP JP82500599A patent/JPS58502222A/ja active Pending
- 1981-12-28 EP EP82900527A patent/EP0097154A1/en not_active Withdrawn
- 1981-12-28 US US06/527,552 patent/US4517068A/en not_active Expired - Fee Related
-
1982
- 1982-10-27 CA CA000414299A patent/CA1213563A/en not_active Expired
- 1982-12-21 AT AT82810560T patent/ATE16294T1/de active
- 1982-12-21 DE DE8282810560T patent/DE3267196D1/de not_active Expired
- 1982-12-21 EP EP82810560A patent/EP0083554B1/en not_active Expired
-
1983
- 1983-08-15 NO NO83832930A patent/NO160305C/no unknown
- 1983-08-26 FI FI833054A patent/FI72149C/fi not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FI833054A0 (fi) | 1983-08-26 |
| US4517068A (en) | 1985-05-14 |
| DE3267196D1 (en) | 1985-12-05 |
| NO832930L (no) | 1983-08-15 |
| NO160305B (no) | 1988-12-27 |
| EP0097154A1 (en) | 1984-01-04 |
| EP0083554A1 (en) | 1983-07-13 |
| FI72149B (fi) | 1986-12-31 |
| WO1983002288A1 (en) | 1983-07-07 |
| EP0083554B1 (en) | 1985-10-30 |
| FI833054L (fi) | 1983-08-26 |
| NO160305C (no) | 1989-04-05 |
| CA1213563A (en) | 1986-11-04 |
| JPS58502222A (ja) | 1983-12-22 |
| ATE16294T1 (de) | 1985-11-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| FI72149C (fi) | Elektrokatalytisk elektrod. | |
| US4288302A (en) | Method for electrowinning metal | |
| US3948751A (en) | Valve metal electrode with valve metal oxide semi-conductive face | |
| US4003817A (en) | Valve metal electrode with valve metal oxide semi-conductive coating having a chlorine discharge in said coating | |
| US7959774B2 (en) | Cathode for hydrogen generation | |
| US8263290B2 (en) | Precious metal oxide catalyst for water electrolysis | |
| US4070504A (en) | Method of producing a valve metal electrode with valve metal oxide semi-conductor face and methods of manufacture and use | |
| TWI519679B (zh) | The active cathode for hydrogen production | |
| CA2501229A1 (en) | Coatings for the inhibition of undesirable oxidation in an electrochemical cell | |
| US4272354A (en) | Electrodes for electrolytic processes | |
| JP3883597B2 (ja) | 金属基質または金属被覆した伝導基質上に改良された電気触媒混合酸化物被膜をつくるための新規な安定な被覆溶液、およびそのような溶液から製造される寸法安定性陽極 | |
| EP0014596A1 (en) | Method for producing electrodes having mixed metal oxide catalyst coatings | |
| US4318795A (en) | Valve metal electrode with valve metal oxide semi-conductor face and methods of carrying out electrolysis reactions | |
| US4444642A (en) | Dimensionally stable coated electrode for electrolytic process, comprising protective oxide interface on valve metal base, and process for its manufacture | |
| JPS627276B2 (fi) | ||
| EP0046448B1 (en) | Electrode with outer coating for effecting an electrolytic process and protective intermediate coating on a conductive base, and method of making same | |
| US4132620A (en) | Electrocatalytic electrodes | |
| FI84496B (fi) | Anod foer anvaendning foer framstaellning av vaeteperoxidloesning och foerfarande foer framstaellning av anoden. | |
| US4072585A (en) | Valve metal electrode with valve metal oxide semi-conductive coating having a chlorine discharge catalyst in said coating | |
| JP2836840B2 (ja) | 塩素発生用電極及びその製造方法 | |
| JPH06192873A (ja) | ガス電極とその製造方法 | |
| JPH05117889A (ja) | 酸素発生用のセラミツク陽極及びその製造方法と使用法 | |
| JPS62243790A (ja) | 塩化アルカリ電解用陽極 | |
| JPH0633489B2 (ja) | 希薄塩水電解用電極 | |
| US4108745A (en) | Selenium-containing coating for valve metal electrodes and use |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM | Patent lapsed |
Owner name: ELTECH SYSTEMS CORPORATION |