JPS6116424B2 - - Google Patents

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JPS6116424B2
JPS6116424B2 JP58136937A JP13693783A JPS6116424B2 JP S6116424 B2 JPS6116424 B2 JP S6116424B2 JP 58136937 A JP58136937 A JP 58136937A JP 13693783 A JP13693783 A JP 13693783A JP S6116424 B2 JPS6116424 B2 JP S6116424B2
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JP
Japan
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nickel
cathode
coating
weight
aluminum alloy
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JP58136937A
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JPS5941486A (ja
Inventor
Kawasu Bedowaa Homi
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EIDP Inc
Original Assignee
EI Du Pont de Nemours and Co
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Filing date
Publication date
Application filed by EI Du Pont de Nemours and Co filed Critical EI Du Pont de Nemours and Co
Publication of JPS5941486A publication Critical patent/JPS5941486A/ja
Publication of JPS6116424B2 publication Critical patent/JPS6116424B2/ja
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    • 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
    • C25B11/052—Electrodes comprising one or more electrocatalytic coatings on a substrate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
    • C23C4/18—After-treatment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
    • C23F1/00—Etching metallic material by chemical means
    • C23F1/10—Etching compositions
    • C23F1/14—Aqueous compositions
    • C23F1/32—Alkaline compositions
    • C23F1/36—Alkaline compositions for etching aluminium or alloys thereof
    • 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

Description

【発明の詳现な説明】
本発明は、クロルアルカリ電気分解に甚いるた
めの、改良されたラネヌニツケル型の䜎氎玠過電
圧の陰極を補造する方法に関する。 ラネヌニツケル型の陰極は䟋えば米囜特蚱第
4116804号、第4169025号及び第4251344号におい
お技術的に公知である。しかしながら、埓来法の
ラネヌニツケルで被芆された陰極は、初期に良奜
な性胜特性を瀺すけれど、ある欠点をも぀おい
る。陰極基質䞊でのそのようなラネヌニツケルコ
ヌテむングは、耐甚性が䜎い、即ち機械的に容易
に損傷され、䟋えば氎のゞ゚ツト流によ぀おさえ
も陀去されおしたう。䟋えばそのような陰極を、
アスベストのダむダフラムが陰極衚面䞊に盎接配
眮されおいるダむダフラム型のクロルアルカリ槜
で甚いる堎合、そのようなダむダフラムは埐々
に、普通玄〜15ケ月埌に孔が閉塞しおその透過
性を倱な぀おしたうから、それを陀去し、亀換し
なければならない。この陀去は通垞氎のゞ゚ツト
流を噎霧するこずで行なわれる。そのような噎霧
䞭、氎のゞ゚ツト流は薄片又は砎片の圢でラネヌ
ニツケルのいくらかを消倱せしめる。たた亀換ダ
むダフラムを配眮し䞔぀通垞空気䞭で355℃䞋に
時間焌成する堎合、ラネヌニツケルコヌテむン
グの、酞化による䞍掻性化が起こる。この倚数回
の掗浄及び焌成の埌に埐々に起こるラネヌニツケ
ルの剥離や䞍掻性化はラネヌニツケルによ぀お付
䞎される電䜍の利点を挞次消倱させ、即ち陰極の
運転電䜍を挞次増倧させ、それを陰極基質の運転
電䜍に近づけさせる。 埓぀お、本発明の䞻な目的は、埓来公知のもの
よりも耐甚性のラネヌニツケル衚面を有する改良
されたラネヌニツケル被芆の陰極の補造法を提䟛
するこずである。 他の目的は以䞋の蚘述から明らかになろう。 本発明によれば、 (a) ニツケル56〜59重量を含有するニツケル
アルミニりム合金組成物を、鉄、鉄合金、ニツ
ケル又はニツケル合金の有孔基質䞊にプラズマ
噎霧しお該基質䞊に該合金のコヌテむングを圢
成し、そしお (b) 工皋(a)で補造した物質を苛性溶液ず接觊させ
るこずによ぀お該コヌテむングからアルミニり
ムを溶出させお䜎氎玠過電圧の陰極を圢成す
る、こずを特城ずするクロルアルカリ槜のため
の䜎氎玠過電圧の陰極を補造する方法が提䟛さ
れる。 本発明においお遞択されるニツケルアルミニ
りム合金組成物は、プラズマ噎霧によ぀お電導性
の陰極基質に適甚される。陰極基質䞊に付着する
ために䜿甚されるニツケルアルミニりム合金組
成物が56〜59重量のニツケルを含有するこずは
本発明の必芁条件である。この組成範囲内のニツ
ケルアルミニりム合金は金属間化合物Ni2Al3を
䞻な盞ずしお含有するが、少量のNiAl及びNiAl3
も含有する。これらの正確な量は特定の党組成ず
共に倉化する。奜たしくはニツケルアルミニり
ム合金組成物はニツケルを56.5〜57.5重量、曎
に奜たしくは実質的に57重量で含有する。 ニツケルアルミニりム合金組成物は、寞法が
奜たしくは36〜90ミクロン165〜400メツシ
ナ、曎に奜たしくは36〜53ミクロン270〜400
メツシナの粒子又は粒状物の圢で適圓に䜿甚さ
れる。 䌝導性の陰極基質は皮々の圢態、䟋えば平面、
管状、フむンガヌfingerなどの圢態を有しう
るが、いずれの堎合においおも有孔性であるべき
であり、䟋えば織぀た針金のスクリヌン、拡倧し
たシヌト金属又は孔をあけたシヌト金属である。
鉄、鉄合金䟋えば軟鉄及びステンレス鋌、ニツケ
ル及びニツケル合金はこの基質に察しお特に適圓
な材料である。 本発明の他の必芁条件は、ニツケルアルミニ
りム合金組成物を、プラズマ噎霧、即ちプラズ
マ・アヌク噎霧を甚いお陰極基質䞊に付着させる
こずである。プラズマ噎霧は金属粒子を基質䞊に
付着させるための公知の技術である。抂述する
ず、気䜓及び金属粒子の流れを別々に噎霧ノズル
トヌチに䟛絊する。気䜓をむオン化するため
の気䜓流ぞの電気入力が存圚する。金属粒子を混
合した埌の気䜓流䞭における陜むオンず電子の再
結合は金属粒子を加熱し䞔぀郚分的に溶融する゚
ネルギヌを攟出し、郚分的に溶融した金属がそれ
ず接觊する基質に付着する。この目的に察しお
は、窒玠及びアルゎンを含む皮々の気䜓が適圓で
ある。アルゎンは奜適な気䜓である。電気入力
は、金属粒子を郚分的に溶融するのに十分であ
る、䟋えば通垞の倧きさの装眮においお20〜30キ
ロワツトであるこずだけが必芁である。 倚くの堎合、陰極を補造するには、有孔シヌト
材料を甚いるよりも織぀た陰極成分を被芆するこ
ずが奜たしい。その理由は、溶融づけ及び他の合
着技術が被芆しおない状態でのこの基質に関しお
容易に行なえるからである。たた被芆前に基質の
衚面を、砂の吹き付け又は他の研摩物䟋えばアル
ミナの吹き付けによる劂くしお枅浄するこずは最
良である。 本発明の陰極は片面が䞡面が被芆されおいおよ
い。しかし䞀面しか被芆されおいない堎合には、
槜電䜍を最高に䜎䞋させるために、膜又はダむダ
フラムに面する面を被芆するこずが奜適である。 陰極基質には、ニツケルアルミニりム合金の
コヌテむングが、適圓には13〜508ミクロン0.5
〜20ミル、奜たしくは127〜254ミクロン〜
10ミルの厚さで適甚される。 ニツケルアルミニりム合金組成物の基質䞊ぞ
の付着に続いお、被芆した物䜓をいずれか匷塩基
䟋えば苛性溶液で凊理しおアルミニりムをコヌテ
むングから溶出させるこずによ぀おラネヌニツケ
ル衚面を珟出させる。この苛性溶液の濃床は厳密
でないが、この目的には〜15重量のNaOHを
含有する氎性苛性溶液が適圓であり、溶出には
時間〜日間が適圓な時間である。10重量の苛
性氎溶液で16時間が兞型的な䟋である。同様に、
溶出の枩床は厳密でない。宀枩から苛性溶液の沞
点たでの枩床が適圓である。䞊述の厚さのコヌテ
むングに察しお、このような溶出䞭に通垞玄70〜
90のアルミニりムが陀去される。非垞に長い溶
出時間の埌でもいくらかのアルミニりムが残るよ
うであるが、これは埗られる陰極の性胜に臎呜的
であるずは思われない。たたこの溶出工皋は、掻
性化ずしおも蚀及でき、槜の組立お前に或いは埌
に行なうこずができる。このように補造したラネ
ヌニツケル陰極は、也燥させるず、ラネヌニツケ
ルの自然発火性のために、空気ずの接觊で発熱す
る。 䞊述のように補造したラネヌニツケルで被芆さ
れた陰極は䜎氎玠過電圧を瀺すばかりでなく、コ
ヌテむングは実斜䟋及び比范実斜䟋、及び
においお埌述するように薄片及び砎片による剥
離に察しお改良された耐性を瀺す。本発明の方法
におけるコヌテむングずしお適甚されるニツケ
ルアルミニりム合金組成物は、商業的に蚱容で
きない速床で砎片剥離するニツケルを55重量又
はそれ以䞋で含有する合金からのものよりも、予
期を越えお薄片及び砎片剥離に察しお耐性のある
掻性化されたラネヌニツケル陰極衚面を提䟛す
る。たた䞊蚘実斜䟋で瀺されるように、詊隓した
すべおの組成物が最初氎玠過電圧においお良奜な
䜎䞋をもたらすが、本発明の方法によるコヌテむ
ングをニツケルアルミニりム合金の組成物ずし
お適甚した堎合に、それより少ない55重量及
びそれ以䞋及びそれより倚い62重量量の
ニツケルを含むものの堎合より、氎玠過電圧の改
良は予期を越えお掗浄焌成サむクル埌にも高い
倀に維持される 本方法で補造される陰極は、陰極宀、該陰極宀
内に配眮された陰極、陜極宀、該陜極宀内に配眮
された陜極、及び陜極及び陰極宀間に配眮された
隔離板を含んでなる公知の皮類の電気化孊的槜に
おける陰極ずしお䜿甚できる。これはそのような
圢匏のクロルアルカリ槜においお特に有甚であ
る。隔離板は䟋えば液䜓透過性ダむダフラムであ
るこずができ、そのようなダむダフラムは䟋えば
アスベスト繊維又はパヌ北玠化重合䜓繊維から䜜
られおいおよい。隔離板は他に䟋えば高床に北玠
化された又はパヌ北玠化されたむオン亀換重合䜓
の膜であ぀およい。そのような、スルホネヌト及
び又はカルボキシレヌト基を含む重合䜓の膜は
クロルアルカリ技術においお珟圚良く知られおい
る䟋えば米囜特蚱第4192725号、米囜特蚱第
4065366号及び米囜特蚱第4178218号。珟圚技術
的に公知のように、そのような膜の槜は狭いギダ
ツプ陜極ず陰極の間隔〜mm及びれロ・ギ
ダツプ䞡電極が膜ず接觊の圢態で運転でき
る。 そのような電解槜でのアルカリ金属塩化物䟋え
ば塩化ナトリりムの電気分解に察するクロルアル
カリ法においおは、氎性アルカリ金属塩化物溶液
を陜極宀ぞ導入し、電流を槜に流し、氎性アルカ
リ金属氎酞化物溶液を陰極宀から取り出し、たた
塩玠を陜極宀から取り出す。膜の槜では、氎又
は開始時に垌アルカリ金属氎酞化物を䞀般に陰
極宀䞭ぞ導入し、消費されたアルカリ金属塩化物
溶液を陜極宀から陀去する。ダむダフラムの槜で
は、未反応のアルカリ金属塩化物溶液のすべお
を、ダむダフラムを通しお陰極宀ぞ通流させ、苛
性生成物ず䞀緒に陀去する。 本発明は埓来法ず比べお倚くの利点を有する。
これらは(1)掻性化されたコヌテむングの薄片、砎
片剥離及び機械的損傷に察する高耐性、(2)酞化雰
囲気、たずえばダむダフラムの焌成における空気
䞭での加熱に察する耐性、(3)軟鋌陰極及びNi陰
極ず比范しおの䜎氎玠加電圧、(4)鉄の䞊面メツキ
による汚染の適床な量に察する良奜な蚱容性、(5)
軟鋌、ステンレス鋌及びニツケルを含む皮々の基
質の䜿甚可胜、(6)予じめ成圢された陰極成分ぞの
䜎䟡栌の及び簡䟿な適甚、及び(7)たわみが最小で
あるように基質をめ぀たに200℃以䞊に加熱する
こず、を含む。 本発明の新芏な芳点を曎に䟋瀺するために、次
の実斜䟋を瀺す。 実斜䟋では次のような略号を䜿甚する PTFEはポリテトラフルオル゚チレンを衚わ
し TFEEVEはテトラフルオル゚チレン及びメ
チルパヌフルオル・−ゞオキサ−−メチ
ル−−ノネノ゚ヌトを衚わし TFEPSEPVEはテトラフルオル゚チレン及
びパヌフルオル・−ゞオキサ−−メチル
−−オクテンスルホニルフルオリドの共重合
䜓を衚わし EWは圓量重を衚わす。 実斜䟋 実斜䟋  盎埄0.23cm0.092むンチの鋌線からなり䞔
぀䞭心間隔が0.42cmメツシナである垂販の
陰極スクリヌンに砂を吹き付け、次いでプラズマ
アヌクにより組成が公称でNi57、Al43であ
り䞔぀粒埄範囲が100が90ミクロンより小さく
即ち165メツシナを通過、30が45ミクロンよ
り小さい即ち325メツシナを通過ニツケルア
ルミニド合金の厚さ178〜203ミクロン〜ミ
ルのコヌテむングで片面を被芆した。噎霧条件
は次の通りであ぀た etco7型MCTMBトヌチヌ707ノズル etco3Mpデナアル・パワヌ・フむヌダDual
power Feeder トヌチ・ガス−窒玠 2.1m3時 ボルト−60 アンペア−425 キロワツト−27.3 通路数− スクリヌン衚面を圧瞮空気ゞ゚ツトで冷华し
た。 スクリヌンの郚を詊料ずしお切り取り、この
詊料から盎埄7.62cmの円圢郚分を切り取぀た。こ
の円圢郚分をステンレス鋌の陰極ホルダヌに溶接
し、被芆した偎を組立お槜においお陜極に面しせ
しめ、10苛性䞭で溶出させ、PTFE繊維−アス
ベストのダむダフラムTABダむダモンド・シ
ダムロツクDiamond Shamrock組成物
を、ラネヌニツケルで被芆されたスクリヌンの衚
面䞊に付着させ、焌成した。この陰極の性胜は比
范のための代衚的な鋌補陰極のそれず䞀緒に、以
䞋に瀺す通りであ぀た。 実斜䟋 é‹Œ 補 電流密床、アンペアm2 18.3 18.3 実際の電流、アンペア 8.3 8.3 槜の電䜍、ボルト 2.85 3.10 鋌補に察する利点、 250 − 実斜䟋  ダむダモンド・シダムロツクMDC−55の陰極
組立お物からの陰極フむンガヌに察し、実斜䟋
の堎合ず同䞀の組成のニツケルアルミニドを片面
に噎霧した。フむンガヌを噎霧する前に、これを
脱脂し、砂を吹き぀けた。噎霧条件は次の通りで
あ぀た etco7型MCTMBトヌチヌ707ノズル etco3Mpデナアル・パワヌ・フむヌダDual
Power Feeder トヌチ・ガス−窒玠2.1m3時 ボルト−62 アンペア−450 キロワツト−27.9 通路数− スクリヌン衚面を圧瞮空気ゞ゚ツトで冷华し
た。 このスクリヌンから詊料を切り取り、10苛性
䞭で溶出させ、TABダむダフラムで、ラネヌニ
ツケル被芆の衚面を盎接芆い、盎埄7.62cmのダむ
ダフラム槜で詊隓した。この時ラネヌニツケルで
コヌテむングした衚面を陜極に面しさせた。異な
る぀の電流密床におけるコヌテむングした詊料
の性胜は次の通りであ぀た 実斜䟋 電流密床、アンペアm2 18.3 11 実際の電流、アンペア 8.3 5.0 槜の電䜍、ボルト 2.83 2.54 実斜䟋の陰極の、実斜䟋で比范のために瀺
した鋌補の陰極に察する利点は270であ぀
た。 実斜䟋  ぀のダむダモンド・シダムロツクMDC−55
の陰極組立お物陰極猶に察するフむンガヌに
おいお、実斜䟋に抂述した条件䞋に、実斜䟋
ず同䞀の組成のニツケルアルミニドを、続いおダ
むダフラムコヌテむングで被芆され䞔぀陜極に察
しお面しせしめられるフむンガヌの偎にだけプラ
ズマ噎霧した、次いで各々を冷10苛性溶液で玄
16時間溶出させた。次いで猶を掗浄し、各々にダ
むダモンド・シダムロツクTABダむダフラムを
配眮し、焌成した。各々をクロムアルカリ槜に組
立お、槜ラむンにおいお運転した。すべおの猶は
同様に䜜動した。鋌補に察する性胜は次の通りで
あ぀た。 実斜䟋 é‹Œ 補 電流密床、アンペアm2 11.3 11.3 実際の電流、アンペア 62 62 槜の電䜍、ボルト 2.70 2.88 鋌補に察する利点、mV 180 − 実斜䟋  盎埄0.18cmの線が、䞭心間隔0.42cmで眮かれた
304型ステンレス鋌スクリヌンメツシナの
詊料を、ステンレス鋌補陰極リングに溶接し、実
斜䟋ず同䞀の組成のニツケルアルミニドを、続
いおダむダフラムコヌテむングで被芆され䞔぀陜
極に察しお面しせしめられる面にだけ、厚さ
0.015cmミルのコヌテむングで噎霧した。
このコヌテむングを10苛性で溶出させた。スク
リン䞊にTABダむダフラムを配眮し䞔぀焌成
し、この陰極組立お物を7.62cmの槜においお運転
した。最初の運転埌にダむダフラムを陀去し、新
しいダむダフラムを蚭眮し、第の実隓を行な぀
た。 デヌタは次の通りであ぀た
【衚】 実斜䟋  狭いギダツプの膜の槜における評䟡のための陰
極の補造 実隓宀での膜の槜に察する陰極を、LWD
long way diamond2.54cm×SWDshort way
diamond0.635cm×ストランド巟0.16cm×厚さ
0.12cmの寞法を有する200型ニツケルの平らに広
げた金属から盎埄7.62cmの円板を切り取るこずに
よ぀お調補した。0.635cmニツケル管の長い方を
円板の䞭心に溶接しお䌝導䜓ずしお圹立たせた。 この陰極の䞡偎に、プラズマ噎霧によりNi57
±0.5重量及びAl43±0.5重量の合金のコヌテ
むングを適甚した。合金は42〜110ミクロン即
ち140〜325メツシナの粒埄を有する埮粉末の圢
であ぀た。適甚条件は次の通りであ぀た 入力−40V及び580A23.2kw アヌクガス−2.63m3時93CFH、アルゎン、
3.448×105Pa50psi TWDトヌチず䜜業郚ずの距離−10.16cm コヌテむングの厚さは広げた金属の䞡面に203
ミクロンミルであ぀た。陰極を宀枩䞋に16
時間10NaOH䞭に浞すこずにより、コヌテむン
グを掻性化させた。次いで陰極を氎掗いし、槜に
蚭眮するたで湿めらせおおいた。 参考䟋  有限ギダツプの膜の槜における評䟡のための䞡
面が被芆された陰極の性胜 実斜䟋の陰極を、匷化した北玠化むオン亀換
膜及び寞法安定性の陜極ず共に、有効面積45cm2の
小さい槜に配眮した。この膜は、圓量1080を有す
るTFEEVEの38ミクロン1.5ミルの局、圓
量1100を有するTFEPSEPVEの100ミクロン
ミルの局、PTFEフむラメント及びポリ゚
チレンテレフタレヌトの双方を有する織垃局及び
圓量1100を有するTFEPSEPVEの25ミクロン
ミルの局からな぀おおり、これを11KOH
及び30ゞメチルスルホキシドを含有する氎性济
で凊理し、官胜基をカルボキシレヌト及びスルホ
ネヌト基に加氎分解した。膜を、陰極に察しおカ
ルボキシレヌト偎にしお配眮した。電極をそれら
の間のギダツプがmmずなるように配眮した。槜
は陰極偎ぞの氎玄25.4cmに盞圓する氎圧が膜を陜
極に抌し぀けるような構造をしおいた。槜を90℃
䞋に31A/dm2の電流密床で運転した。粟補した塩
化ナトリりムの飜和溶液を、200/のNaCl濃
床を維持するような速床で陜極宀に䟛絊した。氎
を陰極宀に添加しお、生成する苛性の濃床を32±
に維持した。 日埌、槜は電流効率96及び3.17ボルトで䜜
動しおいた。この性胜は運転110日埌でも倉化し
ないたたであ぀た。 比范䟋  陰極をコヌテむングしおない軟鋌を広げたメツ
シナから䜜るずいう以倖参考䟋を繰返した。
日埌、槜は電流効率96.4及び3.51ボルトで䜜動
しおいた。これは参考䟋の掻性化された陰極よ
りも340高か぀た。 実斜䟋  有限ギダツプの膜の槜における片面が被芆され
た陰極の性胜 槜内の膜に面する陰極の片面にだけコヌテむン
グを適甚する以倖実斜䟋を繰返した。次いでこ
の陰極を参考䟋ず同䞀の条件䞋に詊隓槜に蚭眮
し、運転した。 日埌、槜は電流効率97.6及び3.20ボルトで
䜜動した。30日埌、槜の電䜍は3.18ボルトであ
り、運転110日埌にも未倉化のたたであ぀た。こ
れは比范䟋の軟鋌の陰極よりも330䜎か぀
た。 参考䟋  れロ・ギダツプの膜の槜における䞡面被芆陰極
の性胜 実斜䟋のように補造した陰極を、有効面積45
cm2を有する小さい槜に蚭眮した。膜は圓量1080の
TFEEVEの38ミクロン1.5ミルの局及び圓
量1100のTFEPSEPVEの100ミクロンミ
ルの局を含んでなり、䞡面が圓量950のTFE
PSEPVEの共重合䜓の゚タノヌル溶液で接合され
たZrO2粒子からなる無機の非䌝導性局で被芆さ
れおおり、これを也燥し、参考䟋における劂く
KOHで凊理しお、官胜基をカルボキシレヌト及
びスルホネヌト基に加氎分解した。寞法安定性の
陜極を甚い、電極を、膜ずいずれかの電極ずの間
のギダツプがないようにその間に膜を狭んで近く
に䜍眮せしめた。膜は陰極の方にカルボキシレヌ
ト偎を配眮した。槜を90℃䞋に電流密床31A/dm2
で運転した。粟補塩化ナトリりムの飜和溶液を、
濃床を200/NaClに維持するような速床で陜
極宀に䟛絊した。氎を陰極宀に䟛絊しお生成する
苛性の濃床を32±に維持した。 日埌に、槜は電流効率97.8及び3.09ボルト
で䜜動しおいた。 実斜䟋及び比范䟋、、 盎埄0.23cmの針金から䜜られ、䞭心間隔が0.42
cmでありメツシナ、䞔぀700ミクロン24メ
ツシナのアルミナ研摩剀を5.5×105Paで吹き付
けるこずによ぀お枅浄化した軟鋌の陰極スクリヌ
ン詊料を次の条件でプラズマ噎霧した ボルト−40 アンペア−620 出力−24.8kw TWDトヌチず䜜業郚ずの距離−6.3〜7.6
cm アヌクガス−2.63m3時、アルゎン、3.45×
105Pa ニツケルアルミニりム重量比が5248比范
䟋、5545比范䟋、5743実斜䟋
及び6238比范䟋である぀の異なるニツ
ケルアルミニりム合金組成物を䜿甚した。すべ
おは42〜110ミクロン140〜325メツシナの粒
埄を有した。適甚したコヌテむングの厚さは152
−178ミクロン〜ミルであ぀た。 プラズマ噎霧で被芆した陰極を、25℃で氎
性苛性、25℃で氎性苛性、25℃で10氎性苛
性及び80℃で10氎性苛性䞭においお連続的に溶
出させるこずによ぀お掻性化した。䜆し各段階は
氎玠の発生が終぀お次の段階に進むたで行な぀
た。 各陰極円圢、盎埄8.25cm又は3.25cmを次の
ように小さいクロルアルカリ槜で性胜詊隓した。
槜はスルホネヌト基を有するパヌフルオル化むオ
ン亀換䜓重合䜓の膜によ぀お隔離された陜極及び
陰極宀を有した。膜の䜿甚面積は盎埄3.5cmであ
぀た。陜極は癜金スクリヌンであ぀た。参照暙準
甘汞電極ず詊隓すべき陰極を、甘汞電極が詊隓䞋
の陰極にできるだけ近く、又は接觊しお存圚する
ように陰極宀䞭に配眮した。陜極宀を塩化ナトリ
りム溶液NaCl 250溶液で満し、陰極
宀を玄13氎酞化ナトリりムを含む塩化ナトリり
ム氎酞化ナトリりム溶液䞊蚘NaCl溶液
、氎1.5及びNaOH585で満した。電気分
解は、安定な電極電䜍が達成されるたで15.5A/d
m2の電流密床で玄90℃䞋に行な぀た。詊隓陰極及
び参照甘汞電極間の電䜍差を、電気分解期間を通
しおある間隔で、高むンピヌダンスのデゞタル電
䜍蚈により枬定した。性胜を被芆しおない軟鋌の
陰極に察しお比范した。被芆した陰極の軟鋌に察
する利点をミリボルトずしお䞋に報告する。 次いで各詊隓陰極を、陰極の各面ぞの、1.03×
107Paにおける氎の噎射に分間䟛しお䜿甚枈み
アスベストダむダフラムの陀去を暡倣し、たた
355℃に時間䟛しお新しく適甚されるアスベス
トダむダフラムの焌成を暡倣した。䜆しこれらの
堎合、実際にはアスベストの陀去或いは取り付け
を行なわないで詊隓した。氎の噎射䞭に剥離する
ラネヌニツケルコヌテむングの量を過によ぀お
集め、秀量した。掗浄し、焌成した陰極の槜での
性胜を再び評䟡した。この繰返しを各詊隓陰極に
察しお10回行な぀た。結果を第及び衚に芁玄
する。
【衚】
【衚】 本発明はラネヌニツケルで被芆された電極が所
望の堎合に有甚である。それは特に䜎氎玠過電圧
の陰極が必芁ずされるクロルアルカリ分野におい
お有甚であるこずがわか぀た。本陰極は埓来法の
ものよりも耐性があり、前述のように他の利点も
有する。

Claims (1)

  1. 【特蚱請求の範囲】  (a) ニツケル56〜59重量を含有するニツケ
    ルアルミニりム合金組成物を、鉄、鉄合金、
    ニツケル又はニツケル合金の有孔基質䞊にプラ
    ズマ噎霧しお該基質䞊に該合金のコヌテむング
    を圢成し、そしお (b) 工皋(a)で補造した物質を苛性溶液ず接觊させ
    るこずによ぀お該コヌテむングからアルミニり
    ムを溶出させお䜎氎玠過電圧の陰極を圢成す
    る、こずを特城ずするクロルアルカリ槜のため
    の䜎氎玠過電圧の陰極を補造する方法。  工皋(a)で甚いる該ニツケルアルミニりム合
    金組成物が36〜90ミクロンの粒子の圢態にある特
    蚱請求の範囲第項蚘茉の方法。  工皋(a)で圢成させたコヌテむングが厚さ13〜
    508ミクロンである特蚱請求の範囲第項蚘茉の
    方法。  工皋(a)で甚いた該ニツケルアルミニりム合
    金組成物が36〜53ミクロンの粒子の圢態にある特
    蚱請求の範囲第項蚘茉の方法。  工皋(a)で圢成させたコヌテむングが厚さ127
    〜254ミクロンである特蚱請求の範囲第項蚘茉
    の方法。  該プラズマ噎霧を、電力20〜30キロワツトで
    発生させたアルゎン又は窒玠ガスプラズマを甚い
    お行なう特蚱請求の範囲第項蚘茉の方法。  該工皋(b)を、該コヌテむングからアルミニり
    ムの玄70〜90重量を陀去するのに十分な時間行
    なう特蚱請求の範囲第項蚘茉の方法。  工皋(b)の該苛性溶液が〜15重量の氎性
    NaOHであり、該接觊が時間〜日の期間であ
    る特蚱請求の範囲第項蚘茉の方法。  該ニツケルアルミニりム合金組成物がニツ
    ケルを56.5〜57.5重量含有する特蚱請求の範囲
    第、又は項蚘茉の方法。  該ニツケルアルミニりム合金組成がニツ
    ケルを実質的に57重量で含有する特蚱請求の範
    囲第項蚘茉の方法。
JP58136937A 1982-07-30 1983-07-28 ラネ−ニッケル被芆陰極の補造法 Granted JPS5941486A (ja)

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US40330682A 1982-07-30 1982-07-30
US403306 1989-09-01

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JP58136937A Granted JPS5941486A (ja) 1982-07-30 1983-07-28 ラネ−ニッケル被芆陰極の補造法

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JP (1) JPS5941486A (ja)
KR (1) KR840005497A (ja)
AU (1) AU559813B2 (ja)
CA (1) CA1235386A (ja)
IN (1) IN157836B (ja)
NZ (1) NZ205086A (ja)
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CA1235386A (en) 1988-04-19
NZ205086A (en) 1986-05-09
AU559813B2 (en) 1987-03-19
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KR840005497A (ko) 1984-11-14
IN157836B (ja) 1986-07-05
AU1738483A (en) 1984-02-02
EP0100659A1 (en) 1984-02-15
ZA835530B (en) 1985-03-27

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