KR890003514B1 - Cathode for electrolysis and a process for making the said cathode - Google Patents

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Abstract

Cathode for use in electrolysis cell consists of an electrically conducting substrate with a coating band on an oxide of a platinum group metals. The cathode also has a covering consisting of several layers of metal oxides, the surface layer consisting of the oxide of a valve metal and the intermediate layer or one of the intermediate layers being oxide of a precious group VIII metal layer. Surface layer is manufactured from oxides of only the metals concerned in another embodiment, the surface layer or intermediate layers consist of a mixed oxide of the metal concerned and a second metal in low proportion. The cathode is used for electrolysis of water or alkali metal halides, etc.

Description

전해용 음극과 그 제조방법Electrolytic cathode and its manufacturing method

본 발명은 전해용으로 사용될 수 있는 신규의 음극(cathode)에 관한 것이다. 이는 또한 그러한 음극을 제조하는 방법에 관한 것이다. 이는 더욱 상세하게는, 낮은 작동 전압과 시간에 따른 화학적 안정성 때문에 특히 우수한 알칼리금속 할로겐화물 수용액의 전해에 사용될 수 있는 음극에 관한 것이다.The present invention relates to a novel cathode that can be used for electrolysis. It also relates to a method of making such a cathode. More particularly, it relates to a negative electrode which can be used for the electrolysis of particularly good alkali metal halide aqueous solutions because of its low operating voltage and chemical stability over time.

이 음극 기판에 여러가지 활성화 물질을 피복 시켜서 수득되는 활성화된 금속 음극의 군에 속하는데, 소망하는 목적은 기본적으로 알칼리 매체중 수소 과전압을 낮추는 것이다.It belongs to the group of activated metal cathodes obtained by coating various activating materials on this negative electrode substrate, and a desired object is basically to lower the hydrogen overvoltage in the alkaline medium.

영국특허 제1,511,719호는 금속가판, 코발트피복 및 제2의 루테늄 피복으로 구성된 음극을 설명하고 있다.British Patent No. 1,511,719 describes a cathode consisting of a metal plate, a cobalt coating and a second ruthenium coating.

미국특허 제4,100,049호는 기판 및 귀금속산화물과 반도체 금속산화물(특히 산화 지르코늄)의 혼합물로 구성된 피복으로 되어 있는 음극을 설명하고 있다.U. S. Patent No. 4,100, 049 describes a cathode comprising a substrate and a coating composed of a mixture of noble metal oxides and semiconductor metal oxides (especially zirconium oxide).

예를들면 니켈로 되어 있는 기판상에 니켈-팔라듐 합금으로되어 있는 피복을 도금시키는 방법 또한 미국 특허 제3,216,919호에 설명되어 있다 : 이 특허에 따라, 합금층이 분말형으로 기판에 도포되고 이 합금 분말이 소결된다.For example, a method of plating a coating of nickel-palladium alloy on a substrate of nickel is also described in US Pat. No. 3,216,919: According to this patent, an alloy layer is applied to the substrate in powder form and the alloy The powder is sintered.

일본특허출원공고 제54-110,983(미국특허 제4,465,580호)는 니켈 또는 니켈합금의 입자의 분산과 백금, 루테늄, 이리듐, 로듐, 팔라늄 또는 오스뮴 또는 이들 금속의 산화물로 구성된 활성화제로 구성된 피복을 입힌 음극을 설명하고 있다.Japanese Patent Application Publication No. 54-110,983 (U.S. Patent No. 4,465,580) discloses a dispersion of particles of nickel or nickel alloys and a coating comprising an activator consisting of platinum, ruthenium, iridium, rhodium, pallanium or osmium or oxides of these metals. The cathode is described.

일본 특허 출원공고 제53-010,036호는 반도체금속 기판과 하나 이상의 백금족 금속 및 반도체 금속의 합금으로 된 피복과 필요에 따라 하나이상의 백금속의 표면피복을 갖는 음극을 설명하고 있다.Japanese Patent Application Publication No. 53-010,036 describes a cathode having a coating of a semiconductor metal substrate and at least one platinum group metal and an alloy of the semiconductor metal and a surface coating of at least one white metal as necessary.

본 발명은 다수의 금속 산화물층으로 구성된 피복, 실질적으로 반도체 금속 산화물로 구성된 표면층 및 실질적으로 주기율표 상의 Ⅷ족 귀금속 원소의 산화물로 구성된 중간층 또는 하나 이상의 중간층을 함유함을 특징으로 하는 것으로서 백금족 금속 산화물을 기본으로 하는 피복을 함유하는 전기전도성 기판으로 구성된, 특히 알칼리금속 할로겐화물 수용액의 전해에 사용가능한 신규의 음극을 제공한다. 여기서 표면층 및 중간층과 관련하여 사용된 "실질적으로"라는 용어는 상기한 충돌이 행당된 금속만의 산화물로 되거나, 해당된 금속과 낮은 비율, 예컨대 몰비율1/10이하의 제2금속과의 혼합 산화물로 되어 있음을 표시한다.The present invention is characterized by containing a coating composed of a plurality of metal oxide layers, a surface layer consisting essentially of a semiconductor metal oxide and an intermediate layer consisting essentially of an oxide of a Group VIII precious metal element on the periodic table, or one or more intermediate layers. A novel negative electrode, consisting of an electrically conductive substrate containing an underlying coating, can be used, in particular for the electrolysis of aqueous alkali metal halide solutions. The term " substantially " as used herein in connection with the surface layer and the interlayer refers to oxides of only the metals subjected to the above-mentioned collisions, or to mixing the metals with the corresponding metals in a lower proportion, eg, with a molar ratio of less than 1/10. It indicates that it is an oxide.

본 발명에 있어서 "반도체금속'이라는 표현은 종래 인정되는 개념으로 사용된다. 즉, 이는 크롬을 제외한 주기율표상의 4b, 5b 및 6b족의 금속을 말한다.In the present invention, the expression "semiconductor metal" is used as a conventionally accepted concept, that is, metals of groups 4b, 5b and 6b on the periodic table excluding chromium.

더욱 구체적으로는 본 발명은 전기 전도성 기판과 피복으로 구성된 것으로서 상기한 피복이 하나이상의 산화티타늄층 및/또는 한나이상의 산화 지르코눔층과 연합된 하나 이상의 산화루테늄(RuO2)층으로된 음극을 제공한다. 이는 특히 피복이 RuO2및 TiO2를 함유하는 음극에 관한 것이다.More specifically, the present invention provides an anode comprising one or more ruthenium oxide (RuO 2 ) layers, wherein the coating is comprised of one or more titanium oxide layers and / or one or more zirconium oxide layers. do. This relates in particular to the negative electrode whose coating contains RuO 2 and TiO 2 .

그러한 음극들 중에서 특기할 만한 것은 그 피복이 전기전도성 기판으로 부터 계수하여, 하나 이상의 RuO2층에 연속된 하나 이상의 TiO2층으로 되거나, 일련의 하나 이상의 TiO2층/하나이상의 RuO2층/하나 이상의 TiO2층으로된 음극이다. 이러한 일련의 층 들에 기타 귀금속 또는 비금속(nonprecious metal)의 산화물을 개입시키거나, 또는 RuO2및/또는 TiO2의 일부 또는 저부를 (RUxTi1-x)O2[X는 전기전도성 기질과 전해액에 접촉된 표면 사이에 감소함]로 대체하는 것은 본 발명의 범위를 벗어난 것이 아니다. 본 발명에 있어서, "표면층"이라 함은 정확하게는 그 표면이 전해액과 직접 접촉하고 있는 산화물 층을 말하고, "중간층"이라 함은 전기전도성 기판과 상기산 표면층 간에 놓인 층을 만한다. 특히, 본 발명은 그 피복에 있어서 상기한 산화물등의 일부 또는 전부가 플레이크 상인 음극을 제공한다.Notably among such cathodes is that the coating is counted from an electroconductive substrate to form one or more TiO 2 layers contiguous to one or more RuO 2 layers, or a series of one or more TiO 2 layers / one or more RuO 2 layers / one The above is a cathode composed of a TiO 2 layer. In this series of layers are intervened with oxides of other precious or nonprecious metals, or part or bottom of RuO 2 and / or TiO 2 (RU x Ti 1-x ) O 2 [X is an electrically conductive substrate And reduced between the surface in contact with the electrolyte] is not outside the scope of the present invention. In the present invention, the term "surface layer" refers precisely to an oxide layer whose surface is in direct contact with an electrolyte, and the term "intermediate layer" refers to a layer placed between an electrically conductive substrate and the acid surface layer. In particular, the present invention provides a cathode in which part or all of the above-described oxide or the like is flaky in its coating.

본 발명에 있어서 "플레이크"라 함은 평면형 박막, 실린더 또는 구형의 일부, 또는 상기한 형의 조합으로서, 두께가 상기한 플레이크를 내접하는 4변형의 2개 차원의 평균치의 1/10 미만인 것을 말하는데, 상기한 차원의 평균치는 1~100미크론 더욱 정확하게는 3~30미크론 일수 있다.In the present invention, "flake" means a part of a planar thin film, a cylinder or a sphere, or a combination of the above-mentioned shapes, and the thickness is less than 1/10 of the average of the two dimensions of the quadrilateral inscribed above the flakes. The mean of the above dimensions may be from 1 to 100 microns and more precisely from 3 to 30 microns.

상술하였듯이, 피복은 전적으로 또는 부분적으로 귀금속, 즉 루테늄, 로듐, 팔라륨, 오스뮴, 이리듐, 및 백금의 하나 이상의 산화물로 된다. 본 발명에서는 산화루테늄 또는 산화루테늄과 하나 이상의 기타 귀금속 산화물의 조합이 바람직하다.As mentioned above, the coating is wholly or partly composed of one or more oxides of precious metals, ie ruthenium, rhodium, palladium, osmium, iridium, and platinum. In the present invention, ruthenium oxide or a combination of ruthenium oxide and at least one other precious metal oxide is preferred.

본 발명에 따른 음극의 피복에 있어서, 귀금속과 반도체 금속 산화물의 몰 비율은 일반적으로 10/1~1/10, 바람직하기로는 1/5~5/1이다.In the coating of the cathode according to the present invention, the molar ratio of the noble metal and the semiconductor metal oxide is generally 10/1 to 1/10, preferably 1/5 to 5/1.

기판을 형성하는 재료는 전도성 물질로부터 선택될 수 있다. 이는 니켈, 스테인레스 강 및 연장(mild steel)로 구성된 군으로 부터 적절하게 선택될 수 있는데, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.The material forming the substrate can be selected from conductive materials. It may be appropriately selected from the group consisting of nickel, stainless steel and mild steel, but is not necessarily limited thereto.

기판은 다수의 오리피스나 천공을 갖거나 또는 갖지 않는 관 또는 사이트, 격자 금속 사이팅 또는 팽창 금속, 또는 그리드 형일 수 있는데, 상기한 물질은 평면상 또는 실린더상이거나 사용된 기법에 따라 기타 형태일 수 있다.The substrate may be a tube or site with or without multiple orifices or perforations, a lattice metal siting or expanded metal, or a grid, wherein the materials may be planar or cylindrical or of other forms depending on the technique used. have.

본 발명은 또한 이들 음극을 제조하는 방법에 관한 것이다.The invention also relates to a method of making these cathodes.

이 방법은 기본적으로, 임의의 적절한 예비 처리를 한 기판상에 금속염의 층을 도금하고, 전체를 열처리하여 산화된 형태가 되도록 하는 것으로 구성된다.The method basically consists in plating a layer of a metal salt on a substrate which has been subjected to any suitable pretreatment, and subjecting the whole to a oxidized form.

기판의 예비처리는 공지된 방법에 따라서 탈지와 필요하다면 기계적 및/ 또는 화학적 스케일링(scaling)으로 구성됨이 좋다.Pretreatment of the substrate preferably consists of degreasing and, if necessary, mechanical and / or chemical scaling.

이 방법은 기판상에 금속염 용액의 층을 연속적으로 도금시키는 것으로 구성된다.This method consists in continuously plating a layer of a metal salt solution on a substrate.

혼합 산화물들을 도금 시킨다면 동일한 기법을 사용하거나 해당되는 2개 금속염을 함유하는 층을 직접 도금할 수 있다. 일반적으로 금속염은 용액 또는 서스팬션 형으로 도금된다. 염의 특성에 따라 용매 또는 회석제는 물, 무기 또는 유기산 또는 유기용매로 될 수 있다. 디메틸포름아미드, 알코올, 및 특히 에탄올 또는 2-에틸 핵산올과 같은 유기 용매를 사용하는 것이 바람직하다. 일반적으로 금속의 원자 농도는 3×10-2~3몰/리터, 바람직하기로는 1~2몰/리터디다.If the mixed oxides are plated, the same technique can be used or the layer containing the two metal salts can be plated directly. In general, metal salts are plated in solution or in suspension. Depending on the nature of the salt, the solvent or diluent may be water, an inorganic or organic acid or an organic solvent. Preference is given to using dimethylformamide, alcohols and especially organic solvents such as ethanol or 2-ethyl nucleic acidol. In general, the atomic concentration of the metal is 3 × 10 −2 to 3 mol / liter, preferably 1 to 2 mol / liter.

본 발명에 사용될 수 있는 금속염은 일반적으로 예를 들면 할로겐화물, 니트레이트, 카르보네이트, 설페이트 또는 아세테이드 또는 아세틸아세토네이트와 같은 무기 또는 유기 금속염이다. 백금 및 산화루테늄을 제조하는 염의 경우에는 육클로로백금산 육수화물을 사용함이 좋다.Metal salts that can be used in the present invention are generally inorganic or organometallic salts such as, for example, halides, nitrates, carbonates, sulfates or acetates or acetylacetonates. For salts to produce platinum and ruthenium oxide, hex chloroplatinic acid hexahydrate is preferred.

상술한 염층의 도금은 종래 방법에 따라 용액 또는 서스팬션 중에 기판은 침지하고, 페인트붓, 붓 또는 유사한 도구로써 피복하며, 정전기적 분무하여 실시할 수 있다.Plating of the salt layer described above can be carried out by immersing the substrate in solution or suspension, coating it with a paintbrush, brush or similar tool, and electrostatic spraying according to conventional methods.

용액 또는 서스팬션의 제조와 도금은 일반적으로 주변온도 및 공기 중에 실시된다. 본질적으로 필요하다면 특히 특정염의 용해를 용이하게 하기 위하여 온도를 상승기키고/시키거나 질소 또는 상기한 염과 비반응성인 기타 가스의 대기중에서 작업을 실시할 수 있다.The preparation and plating of solutions or suspensions is generally carried out at ambient temperature and air. If essentially necessary, the operation may be carried out in an atmosphere of nitrogen or other gases which are not reactive with the above-mentioned salts, in particular in order to facilitate the dissolution of certain salts.

금속염의 산화물로의 전환은 일반적으로 열처리에 의하여 실시된다. 이러한 처리는 용매 또는 회석제의 일부 또는 전부를 제거하기 위하여 공기중에서 스토빙(stoving))함이 좋다. 스토빙은 200℃이하의 온도에서 실시할 수 있고 이 온도는 100~150℃의 범위가 특히 추천할 만하다. 이러한 지속시간은 일반적으로 수십분이다. 적절한 처리는 일반적으로 사용되는 염에 따라 200~1000℃의 온도에서 공기중에서 실시된다. 이러한 작업은 400~750℃의 온도에서 실시하는 것이 바람직하다. 이러한 열처리의 지속시간은 일반적으로 층당 15분~1시간이다. 각 스토빙 또는 최종 스토빙후에 이러한 열처리를 실시할 수 있다.The conversion of metal salts to oxides is generally carried out by heat treatment. This treatment is preferably stoving in air to remove some or all of the solvent or diluent. Stoving can be carried out at temperatures below 200 ° C, with temperatures in the range of 100 to 150 ° C being particularly recommended. This duration is typically tens of minutes. Appropriate treatment is carried out in air at temperatures between 200 and 1000 ° C., depending on the salts generally used. This operation is preferably carried out at a temperature of 400 ~ 750 ℃. The duration of this heat treatment is generally 15 minutes to 1 hour per layer. This heat treatment can be carried out after each or a final stoving.

본 발명의 음극은 기판에 대한 전기활성 피복의 우수한 접착력을 특징으로 한다.The negative electrode of the present invention is characterized by good adhesion of the electroactive coating to the substrate.

본 발명의 음극은 음극에서 배출되는 수소의 전해 제조로 물 또는 수용액이 전해되는 전해셀(electrolysis cell)용으로 적절하다. 이 음극은 알칼리금속 염화물의 수용액, 특히 염화나트륨 수용액의 전해용과 예를 들면 수산화 칼륨 수용액의 전해에서 물의 전해용으로 특히 적합하다. 전해셀 중 분리재(separator)로서 미세기공 격막을 사용할 수 있으나, 본 발명에 따른 음극은 격막법에 특히 흥미를 끈다.The negative electrode of the present invention is suitable for an electrolysis cell in which water or an aqueous solution is electrolytically produced by electrolysis of hydrogen discharged from the negative electrode. This negative electrode is particularly suitable for the electrolysis of aqueous solutions of alkali metal chlorides, especially aqueous sodium chloride solutions and for the electrolysis of water, for example in the electrolysis of aqueous potassium hydroxide solutions. Although the microporous diaphragm may be used as a separator in the electrolytic cell, the cathode according to the present invention is particularly interesting in the diaphragm method.

다음 실시예에 의하여 본 발명을 설명한다.The invention is illustrated by the following examples.

[실시예]EXAMPLE

기판의 크기 200×10×0.6mm인 니켈판으로 되어있다.The size of the board is 200 × 10 × 0.6 mm.

코런덤(평균 비이드 직경250㎛)을 사용하여 표면처리한다.Surface treatment is performed using corundum (average bead diameter 250 μm).

a) 23℃에서 에탄올 2㎤ 중에 , 루테늄 금속 약 38중량%를 함유하는 RuCl3, xHCl, yH2O 2g용액을 제조한다.a) A solution of 2 g of RuCl 3 , xHCl, yH 2 O containing about 38% by weight of ruthenium metal in 2 cm 3 of ethanol at 23 ° C is prepared.

이 용액을 사용하여 니켈판을 피복한다. 공기 스토빙(120℃, 30분)시킨후에 공기중 열처리(500℃, 30분)한다. 냉각후에 피복/스토핑/ 열처리 순서를 반복한다.This solution is used to coat the nickel plate. After air stove (120 ° C., 30 minutes), heat treatment in air (500 ° C., 30 minutes) is performed. Repeat the coating / stopping / heat treatment sequence after cooling.

평균크기가 3~30㎛인 플레이크 형이고, X-선 결정 사진으로 검사할때 RuO2구조를 보이는 1.4㎎/㎠의 RuO2도금을 수득한다.1.4 mg / cm 2 RuO 2 plating having a flake shape having an average size of 3 to 30 μm and showing a RuO 2 structure when examined with an X-ray crystal photograph was obtained.

b)23℃에서 에탄올 2㎤중에, 2.5몰 Ti/l를 함유하는 TiOCl·2HCl 2.6㎤용액을 제조한다.b) In 2 cm 3 of ethanol at 23 ° C., a TiOCl · 2HCl 2.6 cm 3 solution containing 2.5 mol Ti / l is prepared.

a에서와 동일한 피복/스토핑/열처리순서(2 개층)을 실시한다. 이러한 방법으로 0.8㎎/㎠의 TiO2를 도금한다.The same coating / stopping / heat treatment procedure (two layers) as in a is performed. In this way, 0.8 mg / cm 2 TiO 2 is plated.

c)이 전극은 85℃, 50A/dm²에서 농도 450g/l인 수산화나트륨 중 시험할때 포화 칼로멜 전극(S. C. E)에 대하여 작동 전압 -1225mV를 갖는다.c) This electrode has an operating voltage of -1225 mV for a saturated caramel electrode (S. C. E) when tested in sodium hydroxide with a concentration of 450 g / l at 85 ° C and 50 A / dm².

d)상술한 방법에 따라 RuO2/TiO2로 피복된 팽창 및 압연된 니켈의 망으로 구성된 80mm디스크(disc)를 격막법을 사용하여 염화나트륨 수용액의 전해용 셀에 음극으로 사용한다.d) According to the method described above, an 80 mm disc consisting of a network of expanded and rolled nickel coated with RuO 2 / TiO 2 is used as a cathode in the electrolytic cell of aqueous sodium chloride solution using a diaphragm method.

작업조건은 다음과 같다.The working conditions are as follows.

전류강도=30A/dm², 온도-85℃, 수산화나트륨 32중량%Current strength = 30A / dm², temperature -85 ℃, sodium hydroxide 32% by weight

그 결과, 이 셀의 단자에서 전압은 음극이 피복되니 않은 니켈 합급만으로 된 셀의 단자에서의 전압과 비교하여 300mV이익이고, 6일간 계속 작업후에도 상기한 이익은 300mV로 일정함을 알 수 있다.As a result, it can be seen that the voltage at the terminal of this cell is 300 mV gain compared to the voltage at the terminal of the cell of only nickel alloy without cathode coating, and the profit is constant at 300 mV even after 6 days of continuous operation.

[실시예 2]Example 2

니켈제 기판을 실시예1과 동일하게 표면 처리한다. 23℃에서 다음 2개 용액을 제조한다. : 용액 A : 실시예1의 에탄올 2㎤중 RuCl3·xHCl·yH2O 2g용액 : 용액B : 2.5몰 Ti/l를 함유하는, 에탄올 1㎤중 TiOCl2·2HCl 1.3㎤용액.The nickel substrate is surface-treated in the same manner as in Example 1. Prepare the following two solutions at 23 ° C. Solution A: RuCl 3 .xHCl.yH 2 O 2 g solution in 2 cm 3 of ethanol of Example 1. Solution B: 1.3 cm 3 TiOCl 2 .2HCl solution in 1 cm 3 of ethanol containing 2.5 mol Ti / l.

실시예1의 피복/스토빙/ 열처리순서에 따라 니켈기판상에 용액B의 2개층을 도금시키고 냉각후, 역시 피복/스토빙/열처리순서에 따라 용액A의 2개층과 다시 용액B의 2개층을 도금 시키고 동일한 처리를 한다. 금속산화물의 총 도금량은 RuO20.6㎎/㎠를 포함하여 1.75㎎/㎠이다.After plating two layers of solution B on the nickel substrate according to the coating / storing / heat treatment sequence of Example 1 and cooling, the two layers of solution A and again two layers of solution B again according to the coating / storing / heat treatment sequence Plate and do the same treatment. The total plating amount of the metal oxide is 1.75 mg / cm 2 including RuO 2 0.6 mg / cm 2.

TiO2, RuO2및 ZrO2의 3중 피복을 갖는 이음극을 실시예1과 같이 수산화나트륨 중 시험한다 : 작동전압은 S.C.E에 대하여 -1240mV이고 16시간 후에 이 전압은 -1210mV이다.A negative electrode with a triple coating of TiO 2 , RuO 2 and ZrO 2 is tested in sodium hydroxide as in Example 1: The operating voltage is -1240 mV for SCE and after 16 hours this voltage is -1210 mV.

[실시예 3]Example 3

a)실시예1의 조건하에 표시처리된 Ni 기판을 사용한다.a) A Ni substrate which has been treated under the conditions of Example 1 is used.

b)23℃에서 2개 용액을 제조한다 : 용액A : 실시예1의 에탄올 2㎤중 RuCl3·xHCl·yH2O 2g용액. : 용액B : 에탄올(2.4㎤)/HCl(1㎤, 1n)중 ZrOCl2·8H柱O 1g용액.b) Two solutions were prepared at 23 ° C .: Solution A: 2 g solution of RuCl 3 · xHCl · yH 2 O in 2 cm 3 of ethanol of Example 1. Solution B: A solution of 1 g of ZrOCl 2 · 8H 柱 O in ethanol (2.4 cm 3) / HCl (1 cm 3 , 1n).

c)실시예1의 피복/스토빙/열처리 순서에 따라 기판상에 용액B의 2개층을 도금하고 냉각후, 역시 피복/스토빙/열처리 순서에 따라 용액A의 2개층과 다시 용액B의 2개층을 도금하고 동일한 처리를 한다.c) plating two layers of solution B on the substrate according to the coating / storing / heat treatment sequence of Example 1, and then cooling, followed by two layers of solution A and again 2 The layers are plated and subjected to the same treatment.

d)금속 산화물의 총 도금량은 RuO20.7㎎/㎠를포함하여 1.8㎎/㎠이다.d) The total plating amount of the metal oxide is 1.8 mg / cm 2 including RuO 2 0.7 mg / cm 2.

ZrO2, RuO2및 ZrO2의 3중 피복을 갖는 이 음극을 실시예1과 같이 수산화나트륨 중에 시험한다.This negative electrode with a triple coating of ZrO 2 , RuO 2 and ZrO 2 was tested in sodium hydroxide as in Example 1.

작동 전압은 S.C.E.에 대하여 -1210mV이고 16시간 후에 이 전압은 -1200mV이다.The operating voltage is -1210mV for S.C.E. and after 16 hours this voltage is -1200mV.

[실시예 4]Example 4

a)니켈 기판 및 실시예3의 용액A 및 용액B를 사용한다.a) Nickel substrate and solution A and solution B of Example 3 are used.

b)실시예1의 방법 및 피복/스토빙/ 열처리 조건을 따라서 기판상 용액A의 2개층을 도금하고, 용액B의 2개층을 도금한다.b) The two layers of solution A on the substrate are plated and the two layers of solution B are plated according to the method of Example 1 and the coating / storing / heat treatment conditions.

c)금속 산화물의 총 도금량은 RuO20.7㎎/㎠를포함하여 1.2㎎/㎠이다.c) The total plating amount of the metal oxide is 1.2 mg / cm 2 including RuO 2 0.7 mg / cm 2.

RuO2/ZrO22중 피복을 갖는 이 음극을 시시예1과 같이 수산화나트륨 중에 시험한다.This negative electrode having a RuO 2 / ZrO 2 double coating was tested in sodium hydroxide as in Example 1.

작동전압은 S.C.E.에 대하여 -1210mV이다. 16시간 후 이 전압은 불변이다.The operating voltage is -1210mV for S.C.E. After 16 hours this voltage remains unchanged.

Claims (13)

다수의 금속 산화물층으로 구성된 피복, 실질적으로 반도체 금속 산화물로 구성된 표면층 및 실질적으로 주기율표상의 Ⅷ족 귀금속 원소의 산화물로 구성되 중간층 또는 하나 이상의 중간층을 함유함을 특징으로 하는 것으로서 백금족 금속 산화물을 기본으로 하는 피복을 함유하는 전기 전도성 기판으로 구성된 전해셀에 사용가능한 음극.Based on platinum group metal oxides, characterized in that it comprises an intermediate layer or one or more intermediate layers consisting of a coating consisting of a plurality of metal oxide layers, a surface layer consisting essentially of a semiconductor metal oxide and an oxide of a Group VIII precious metal element substantially of the periodic table. A cathode usable in an electrolytic cell composed of an electrically conductive substrate containing a coating. 제1항에 있어서, 표면층 및/ 또는 중간층 또는 중간층들이 해당되는 금속들만의 산화물들로 됨을 특징으로 하는 음극.2. A cathode according to claim 1, wherein the surface layer and / or the intermediate layer or intermediate layers are oxides of only the corresponding metals. 제1항에 있어서, 표면층 및/또는 중간층 또는 하나 이상의 중간층이 해당되는 금속과 적은 비율의 제2금속의 혼합 산화물로 됨을 특징으로 하는 음극.2. A cathode according to claim 1, wherein the surface layer and / or intermediate layer or one or more intermediate layers are a mixed oxide of the corresponding metal and a small proportion of the second metal. 제1항에 있어서, 피복이 하나 이상의 산화루테늄(RuO2)층과 하나 이상의 산화티타늄 및/또는 산화지르코늄층의 조합으로 됨을 특징으로 하는 음극.The negative electrode of claim 1 wherein the coating is a combination of at least one ruthenium oxide (RuO 2 ) layer and at least one titanium oxide and / or zirconium oxide layer. 제1항에 있어서, 피복이 기판으로부터 시작하여, 하나 이상의 RuO2층에 연속된 하나 이상의 Tio2및/또는 ZrO2층으로 되거나, 일련의 하나 이상의 Tio2및/또는 ZrO2층/하나 이상의 RuO2층/하나 이상의 Tio2및/또는 ZrO2층으로 됨을 특징으로 하는 음극.The method of claim 1, wherein the coating begins with the substrate and consists of one or more Tio 2 and / or ZrO 2 layers continuous to one or more RuO 2 layers, or a series of one or more Tio 2 and / or ZrO 2 layers / one or more RuOs. Cathode characterized in that it consists of two layers / one or more Tio 2 and / or ZrO 2 layers. 제1항에 있어서, 피복중 산화물등의 일부 또는 전부가 플레이크형임을 특징으로 하는 음극.A cathode according to claim 1, wherein part or all of the oxide or the like in the coating is flaky. 제1항에 있어서, 기관이 니켈, 스테인레스강 및 연강으로 구성된 군으로부터 선택됨을 특징으로 하는 음극.The cathode of claim 1 wherein the engine is selected from the group consisting of nickel, stainless steel and mild steel. 임의로 적절한 예비 처리를 한 기판상에 금속염들의 층들을 도금시키고, 전체를 열처리하여 산화형을 생성시킴을 특징으로 하는, 다수의 금속 산화물층으로 구성된 피복, 실질적으로 반도체 금속 산화물로 구성된 표면층 및 실질적으로 주기율표상의 Ⅷ족 귀금속 원소의 산화물로 구성된 중간층 또는 하나 이상의 중간층을 함유하는 전기 전도성 기판으로 구성된 전해셀에 사용 가능한 음극의 제조방법.A coating consisting of a plurality of metal oxide layers, a surface layer consisting essentially of a semiconductor metal oxide, and substantially characterized by plating layers of metal salts on a substrate, optionally subjected to appropriate pretreatment, and heat treating the whole to produce an oxidized form. A method for producing a negative electrode usable in an electrolytic cell composed of an intermediate layer composed of an oxide of Group VIII precious metal element on the periodic table or an electrically conductive substrate containing at least one intermediate layer. 제8항에 있어서, 금속염들의 용액 또는 서스펜션의 층들이 기판상에 연속적으로 도금됨을 특징으로 하는 방법.9. A method according to claim 8, wherein the layers of solution or suspension of metal salts are successively plated on the substrate. 제8항에 있어서, 혼합산화물을 형성하기 위한 금속염들이 동일한 용액의 하나 이상의 층형태로 도금됨을 특징으로 하는, 음극의 표면층 및/또는 중간층 또는 하나이상의 중간층이 해당금속과 적은 비율의 제2금속의 혼합산화물로 된 음극의 제조방법.9. The surface layer and / or intermediate layer or one or more intermediate layers of the negative electrode of claim 8, characterized in that the metal salts for forming the mixed oxide are plated in the form of one or more layers of the same solution. Method for producing a negative electrode of a mixed oxide. 제8항에 있어서, 금속염들이 예를 들면 할로겐화물, 니트레이트, 카르보네이트, 설페이트 또는 아세트이트 또는 아세틸아세토네이트와 같은 금속의 무기 또는 유기염들로부터 선택됨을 특징으로 하는 방법.The method of claim 8, wherein the metal salts are selected from inorganic or organic salts of metals such as, for example, halides, nitrates, carbonates, sulfates or acetates or acetylacetonates. 제8항에 있어서, 200~1000℃의 온도에서 열처리함을 특징으로 하는 방법.The method of claim 8, characterized in that the heat treatment at a temperature of 200 ~ 1000 ℃. 제12항에 있어서, 열처리에 앞서서 금속염들로부터 용매 도는 희석제를 부분적으로 또는 완전히 제거하기 위하여 200℃이하의 온도에서 스토빙(stoving)시킴을 특징으로 하는 방법.13. A method according to claim 12, characterized by stoving at a temperature of 200 ° C or less to partially or completely remove the solvent or diluent from the metal salts prior to heat treatment.
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