NO302858B1 - Elektrode som har redusert oksygenutvikling under elektrolyse av halogenholdige opplösninger samt anvendelse av denne - Google Patents
Elektrode som har redusert oksygenutvikling under elektrolyse av halogenholdige opplösninger samt anvendelse av denne Download PDFInfo
- Publication number
- NO302858B1 NO302858B1 NO905305A NO905305A NO302858B1 NO 302858 B1 NO302858 B1 NO 302858B1 NO 905305 A NO905305 A NO 905305A NO 905305 A NO905305 A NO 905305A NO 302858 B1 NO302858 B1 NO 302858B1
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- coating
- oxide
- mol
- titanium
- iridium
- Prior art date
Links
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 title claims description 10
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 7
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 title claims description 7
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 title claims description 7
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 title claims description 4
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 title claims description 4
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 54
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 50
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 31
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 31
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 28
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 28
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 22
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 21
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 19
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 19
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 claims description 11
- GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N iridium atom Chemical compound [Ir] GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- HTXDPTMKBJXEOW-UHFFFAOYSA-N dioxoiridium Chemical compound O=[Ir]=O HTXDPTMKBJXEOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229910000457 iridium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 229910001925 ruthenium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 10
- WOCIAKWEIIZHES-UHFFFAOYSA-N ruthenium(iv) oxide Chemical compound O=[Ru]=O WOCIAKWEIIZHES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims description 4
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010955 niobium Substances 0.000 claims description 3
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 claims description 3
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 claims description 3
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims description 3
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 claims description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 10
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000003518 caustics Substances 0.000 description 5
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 5
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 5
- 230000004580 weight loss Effects 0.000 description 5
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 4
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 4
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000008199 coating composition Substances 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 4
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 4
- MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N Oxalic acid Chemical compound OC(=O)C(O)=O MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 3
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 3
- 239000002585 base Substances 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910021638 Iridium(III) chloride Inorganic materials 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 2
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 230000009931 harmful effect Effects 0.000 description 2
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 2
- VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-N perchloric acid Chemical compound OCl(=O)(=O)=O VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N potassium nitrate Chemical compound [K+].[O-][N+]([O-])=O FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- -1 sodium chloride Chemical class 0.000 description 2
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- DANYXEHCMQHDNX-UHFFFAOYSA-K trichloroiridium Chemical compound Cl[Ir](Cl)Cl DANYXEHCMQHDNX-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonia chloride Chemical class [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FEWJPZIEWOKRBE-JCYAYHJZSA-N Dextrotartaric acid Chemical compound OC(=O)[C@H](O)[C@@H](O)C(O)=O FEWJPZIEWOKRBE-JCYAYHJZSA-N 0.000 description 1
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FEWJPZIEWOKRBE-UHFFFAOYSA-N Tartaric acid Natural products [H+].[H+].[O-]C(=O)C(O)C(O)C([O-])=O FEWJPZIEWOKRBE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003929 acidic solution Substances 0.000 description 1
- 229910001508 alkali metal halide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000008045 alkali metal halides Chemical class 0.000 description 1
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- QZPSXPBJTPJTSZ-UHFFFAOYSA-N aqua regia Chemical compound Cl.O[N+]([O-])=O QZPSXPBJTPJTSZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012736 aqueous medium Substances 0.000 description 1
- 150000003842 bromide salts Chemical class 0.000 description 1
- 230000001680 brushing effect Effects 0.000 description 1
- 229940075397 calomel Drugs 0.000 description 1
- 150000003841 chloride salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000003776 cleavage reaction Methods 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- ZOMNIUBKTOKEHS-UHFFFAOYSA-L dimercury dichloride Chemical compound Cl[Hg][Hg]Cl ZOMNIUBKTOKEHS-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 150000004694 iodide salts Chemical class 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 1
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000007522 mineralic acids Chemical class 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052762 osmium Inorganic materials 0.000 description 1
- SYQBFIAQOQZEGI-UHFFFAOYSA-N osmium atom Chemical compound [Os] SYQBFIAQOQZEGI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000006408 oxalic acid Nutrition 0.000 description 1
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000011007 phosphoric acid Nutrition 0.000 description 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000010333 potassium nitrate Nutrition 0.000 description 1
- 239000004323 potassium nitrate Substances 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 1
- 238000012857 repacking Methods 0.000 description 1
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010948 rhodium Substances 0.000 description 1
- MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N rhodium atom Chemical compound [Rh] MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YBCAZPLXEGKKFM-UHFFFAOYSA-K ruthenium(iii) chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Cl-].[Ru+3] YBCAZPLXEGKKFM-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 230000007017 scission Effects 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000011975 tartaric acid Substances 0.000 description 1
- 235000002906 tartaric acid Nutrition 0.000 description 1
- XJDNKRIXUMDJCW-UHFFFAOYSA-J titanium tetrachloride Chemical compound Cl[Ti](Cl)(Cl)Cl XJDNKRIXUMDJCW-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000011179 visual inspection Methods 0.000 description 1
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 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
-
- 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
-
- 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
- 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
- C25B11/053—Electrodes comprising one or more electrocatalytic coatings on a substrate characterised by multilayer electrocatalytic coatings
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Electrodes For Compound Or Non-Metal Manufacture (AREA)
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
- Catalysts (AREA)
Description
Elektroder for elektrolytiske prosesser har vært kjente som har en base eller et kjernemetall som bærer et lag eller belegg av metalloxyder. Elektrodens kjernemetall kan være et ventilmetall, som titan, tantal, zirkonium,
niob eller wolfram. Dersom belegget er en oxydblanding,
kan et oxyd i kjernen eller substratmetallet bidra til blandingen. Som fremsatt for eksempel i US patent 3711385 kan en slik blanding innbefatte et oxyd av substratmetallet pluss minst ett oxyd av et metall, som platina, iridium, rhodium, palladium, ruthenium og osmium.
Det har også vært kjent at en slik blanding som kan betegnes som en edelmetalloxydblanding, kan være en blanding av rutheniumoxyd og iridiumoxyd. En slik er blitt generelt beskrevet i US patent nr. 3632498, og eksempler vist spesifikt, i kombinasjon med titanoxyd, er fremsatt i US patent 3948751. Spesielt for anvendelse som et belegg
på en elektrode anvendt ved elektrolyse av et vandig alkali-metallhalogenid, f.eks. natriumklorid, er det blitt angitt i US patent 4005004 at en slik edelmetalloxydblanding kan være spesielt tjenelig når den foreligger i ytterligere blanding med både titanoxyd og zirkoniumoxyd. En slik blanding gir, som fremsatt i patentet, et belegg av en fast oppløsning som tilsynelatende øker den praktiske utnyttelse av elektrodene for deres beregnede anvendelse.
Mer nylig er det blitt foreslått for å øke slitasje-motstanden til en elektrode, spesielt når den anvendes ved elektrolyse for produksjon av oxygen og klor i kombinasjon med hverandre, å sørge for at den molare mengde av titanoxyd er lik eller større enn antall mol av de samlede oxyder av iridium og ruthenium. Dette er blitt beskrevet i US patent 4564434 i hvilket det også angis at den molare mengde av iridiumoxyd tilveiebringes slik at den er tilnærmet den samme som, eller større enn, den molare mengde av rutheniumoxyd.
Oppsummering av oppfinnelsen
Det ville imidlertid være ønskelig å tilveiebringe
et elektrokatalytisk belegg som ved elektrolyse av halogen-
holdige oppløsninger, f.eks. klor-alkaliproduksjon fra saltoppløsningselektrolyse, vil gi redusert oxygenutvikling. Det ville også ha vært spesielt ønskelig å tilveiebringe
et slikt belegg som oppviser forsinket vekttap når det utsettes for kaustiske betingelser. Det ville ha vært høyst gunstig dersom slike karakteristika hadde kunnet bli oppnådd, ikke bare i kombinasjon, men uten at det går ut over andreønskede trekk, f.eks. uten at det går ut over klorutviklings-potensialet for anoden. Det ville også ha vært fordelaktig å fremstille en elektrode under anvendelse av en belegningsblanding som lett lar seg fremstille, har en enkel sammen-setning og byr på lett og sikker håndtering og bruk.
Oppfinnelsen angår generelt en elektrode som har redusert oxygenutvikling under elektrolyse av halogenholdige oppløsninger ved lav pH og består av et elektrisk ledende metallsubstrat med et belegg som har øket stabilitet under alkaliske betingelser, idet den særpreges ved at belegget består av minst 15, men mindre enn 25 mol% iridiumoxyd, 35-50 mol% rutheniumoxyd og minst 30, men mindre enn 45, mol% titanoxyd, basis 100 mol% av disse oxyder som er tilstede i belegget, hvorved belegget har et molforhold mellom titanoxyd og oxydene av iridium og ruthenium samlet av mindre enn 1:1 og idet molforholdet mellom rutheniumoxyd og iridiumoxyd er fra over 1,5:1 og opp til 3:1.
Oppfinnelsen vedrører også anvendelse av en elektrode som beskrevet ovenfor som anode i en membrancelle anvendt for elektrolyse av saltoppløsning som har en pH innen området av fra 2 til 4.
Beskrivelse av de foretrukne utførelsesformer
Belegningsblandingen kan generelt
påføres på et hvilket som helst elektrisk ledende metallsubstrat som vil være tilstrekkelig
elektrisk ledende til å kunne tjene som en elektrode i en elektrolyseprosess. Det tas således sikte på å kunne an-vende et bredt spektrum av metaller for substratet, men tatt i betraktning påføringen av et elektrokatalytisk belegg kan substratmetallene mer typisk være slike som nikkel eller mangan, eller nesten alltid ventilmetallene, innbefattende titan, tantal, aluminium, wolfram, zirkonium og niob. Titan er av spesiell interesse på grunn av dets robushet, korrosjonsmotstand og tilgjengelighet. De egnede metaller for substratet kan såvel som de normalt tilgjen-gelige elementære metaller som sådanne innbefatte metall-legeringer og intermetalliske blandinger. For eksempel kan titan generelt være legert med nikkel, kobolt, jern, mangan eller kobber. Nærmere bestemt kan titan av kvalitet 5 innbefatte opp til 6,75 vekt% aluminium og 4,5 vekt% vanadium, kvalitet 6 opp til 6% aluminium og 3% tinn, kvalitet 7 opp til 0,25 vekt% palladium, og kvalitet 10 fra 10 til 13 vekt% molybden pluss 4,5 til 7,5 vekt% zirkonium osv.
Belegningsblandingen påført på det belagte metallsubstrat vil være vandig, hvilket nesten alltid innebærer bare vann uten blanding med ytterligere væske. Fortrinnsvis anvendes avionisert eller destillert vann for å unngå uorganiske forurensninger. Av hensyn til økonomien ved fremstillingen og anvendelsen vil de vandige blandinger som er tjenelige, være oppløsninger av forløperbestanddeler i det vandige medium, dvs. forløpere for oxydene som vil være tilstede i belegget. Forløperbestanddelene anvendt i den vandige oppløsning er de som kan oppløseliggjøres effektivit og økonomisk i vann, f.eks. under oppnåelse av oppløsninger uten omfattende kokebetingelser. Forløperne må dessuten levere det respektive metalloxyd ved termisk spaltning. Dersom de alle hadde være tilstede i den samme blanding, ville de også ha måttet være forenlige med hverandre. I dette henseende er de på fordelaktig måte ikke reaktive overfor hverandre, f.eks. de vil ikke reagere under dannelse av produkter som vil føre til skadelige ikke-oxydsubstituenter i belegget eller utfellingen fra belegningsoppløsningen. Som regel vil hver forløperbestanddel være et metallsalt som hyppigst er et halogenidsalt, og dette vil av økonomiske grunner sammen med effektiv fremstilling av oppløsningen utelukkende bestå av kloridsaltet. Andre anvendbare salter innbefatter imidlertid jodider, bromider og ammoniumklor-salter, som f.eks. ammoniumhexakloriridat eller -ruthenat.
I de individuelle eller kombinerte oppløsninger vil
i tillegg til den egnede forløperbestanddel nesten alltid ingen ytterligere bestanddel være tilstede med bare ett unntak. Dette unntak vil praktisk talt alltid være nærværet av uorganisk syre. For eksempel kan en oppløsning av iridium-triklorid ytterligere inneholde sterk syre, nesten alltid saltsyre, som vanligvis vil være tilstede i en mengde som vil gi 5-2 0 vekt% syre. De individuelle eller kombinerte oppløsninger vil typisk ha en pH av mindre enn 1, som f.eks. innen området fra 0,2 til 0,8.
Når belegningsblandingen er en oppløsning av samtlige forløperbestanddeler, vil denne inneholde minst 15, men mindre enn 25, mol% av iridiumbestanddelen, 35-50 mol% av rutheniumbestanddelen og minst 30, men mindre enn 45, mol%
av titanbestanddelen, basis 100 mol% av disse bestanddeler. En blanding som inneholder en iridiumbestanddel i en mengde av mindre enn 15 mol% vil være utilstrekkelig til å tilveiebringe et elektrodebelegg som har den beste stabilitet under kaustiske betingelser, som f.eks. når elektroden anvendes i en klor-alkalicelle. På den annen side vil mindre enn 25 mol% av iridiumforløperen være ønskelig for å opp-
nå den beste lave arbeidspotensialeffektivitet for belegget. Hva gjelder rutheniumet, vil en komponentmengde i oppløs-ningen av mindre enn ca. 35 mol% være utilstrekkelig til å tilveiebringe det mest effektive lave klorpotensial for erholdte belegg, mens en mengde som ikke er større enn 50 mol% øker beleggstabiliteten. For å oppnå de beste beleggkarakteristika vil dessuten molforholdet mellom rutheniumoxyd og iridiumoxyd i det erholdte belegg være fra over 1,5:1 og opp til 3:1.
For titanforløperen i belegningsblandingen er en mengde som tilveiebringer mindre enn 30 mol% titan uøkonomisk, mens 45 mol% titan eller mer kan føre til høyere arbeids potensial for elektrodebeleggene når de arbeider i klor-alkaliceller. For å oppnå den beste økonomi sammen med de mest ønskede samlede beleggkarakteristika vil belegnings-oppløsningen fortrinnsvis inneholde bestanddeler i et mengde-forhold slik at de tilveiebringer 18-22 mol% iridium, 35-40 mol% ruthenium og 40-44 mol% titan. Det erholdte belegg vil dessuten ha et molforhold mellom titanoxyd og den samlede mengde av oxydene av iridium og ruthenium av under 1:1, men nesten alltid over 0,5:1.
Før belegningsblandingen påføres på substratmetallet, har substratmetallet med fordel en renset overflate. Dette kan oppnås ved hjelp av hvilke som helst av de anvendte be-handlinger for å oppnå en ren metalloverflate, innbefattende mekanisk rensing. De vanlige rensemetoder som går ut på av-setning, enten kjemisk eller elektrolytisk, eller en annen kjemisk renseoperasjon kan også med fordel anvendes. Dersom prepareringen av substratet innbefatter gløding og metal-let er titan av kvalitet 1, kan titanet glødes ved en temperatur av minst 450°C i en tid av minst 15 minutter, men som oftest er en mer forhøyet glødetemperatur, f.eks. 600-875°C, fordelaktig.
Efter den ovenstående operasjon, f.eks. rensing eller rensing og gløding, og innbefattende hvilke som helst ønskelige skylle- og tørretrinn, er metalloverflaten klar for fortsatt operasjon. Dersom en slik operasjon er etsing, vil denne bli utført med en aktiv etseoppløsning. Typiske etseoppløsninger er sure oppløsninger. Disse kan oppnås ved hjelp av saltsyre, svovelsyre, perklorsyre, salpetersyre, oxalsyre, vinsyre og fosforsyre såvel som blandinger derav, f.eks. kongevann. Andre etsemidler som kan anvendes innbefatter kaustiske etsemidler, som f.eks. en oppløsning av en kombinasjon av kaliumhydroxyd/hydrogenperoxyd, eller en smelte av kaliumhydroxyd med kaliumnitrat. For å oppnå effektiv operasjon er etseoppløsningen med fordel en sterk, eller konsentrert, vandig oppløsning, som f.eks. en 18-22 vekt% oppløsning av saltsyre, eller en oppløsning av svovelsyre. Dessuten blir oppløsningen under etsingen med fordel holdt ved forhøyet temperatur, som f.eks. ved 8 0°C eller høyere for vandige oppløsninger, og ofte ved eller nær kokebetingelse eller høyere, f.eks. under tilbakeløps-betingelse. Etsingen vil fortrinnsvis frembringe en opp-ruet overflate, som fastslått ved hjelp av understøttet, visuell inspeksjon. Efter etsingen kan den etsede metalloverflate utsettes for skylle- og tørretrinn for å gjøre overflaten klar for belegning.
Belegningsblandingen kan derefter påføres på metall-substratet ved hjelp av en hvilken som helst metode for typisk å påføre en vandig belegningsblanding på et substratmetall. Slike påføringsmetoder innbefatter pensel-, valse-og sprøytepåføring. Dessuten kan kombinasjonsmetoder anvendes, f.eks. sprøyte- og penslingsmetode. Sprøytepå-føring kan enten utføres på vanlig måte med trykkgass eller den kan utføres ved elektrostatisk sprøytepåføring. Med fordel vil elektrostatisk sprøytepåføring bli anvendt for å oppnå den beste ompakningsvirkning av dusjen for belegning av en artikkels bakside, som f.eks. en nettelektrode.
Efter påføring av belegget vil den påførte blanding bli oppvarmet for å tilveiebringe det blandede oxydbelegg ved termisk spaltning av forløperne som er tilstede i belegningsblandingen. Derved fås det blandede oxydbelegg som inneholder de blandede oxyder i det molare forhold som er omtalt ovenfor. En slik oppvarming for den termiske spaltning vil bli utført ved en temperatur av minst 440°C topp-metalltemperatur i en tid av minst 3 minutter. Det påførte belegg vil mer typisk bli oppvarmet ved en mer forhøyet temperatur i en litt lengre tid, men som regel unngås en temperatur av over 550°C av økonomiske grunner og for å
unngå skadelige virkninger på anodepotensialet dersom det belagte metall skal anvendes som en anode. Egnede betingelser kan innbefatte oppvarming i luft eller oxygen. Efter en slik oppvarming, og før ytterligere belegning som f.eks. når en ytterligere påføring av belegningsblandingen vil bli foretatt, vil det oppvarmede og belagte substrat som regel få avkjøle til i det minste i det vesentlige den omgivende temperatur. Det erholdte ferdige belegg har et glatt ut-seende for det nakne øye, men ved undersøkelse under mikro-
skop ses det å være uhomogent med innleirede krystallitter i beleggfeltet. Selv om det derefter tas sikte på å på-føre belegningsblandinger som er forskjellige fra dem som her er beskrevet, for derved å oppnå den beste generelle ytelse fra det belagte substratmetall anvendt som en elektrode, vil senere påførte belegg ha de sammensetninger ifølge oppfinnelsen som her er beskrevet.
Det nedenstående eksempel viser en måte som den fore-liggende oppfinnelse ble utført på i praksis, men det skal ikke fortolkes derhen at det begrenser oppfinnelsen.
Eksempel
En belegningsoppløsning ble fremstilt ved å kombinere 157 g iridium, under anvendelse av en oppløsning av iridium-triklorid i 18 vekti HC1, 144 g ruthenium, under anvendelse av en oppløsning av rutheniumtriklorid i 18 vekt% HC1, 8 Og titan, under anvendelse av titanklorid i 10 vekt% HCl-oppløs-ning, 331 g HC1, under anvendelse av en 36 vekt% oppløsning, hvorefter fortynning til 10 liter ble foretatt med avionisert vann. Derved ble en belegningsblanding erholdt som hadde
21 mol% iridium, 36,3 mol% ruthenium og 42,7 mol% titan.
4 liter av 93 g pr. liter (gpl) HCl-oppløsning ble derefter tilsatt for å fremstille den endelige belegningsoppløsning.
Denne oppløsning ble under anvendelse av håndrull påført på et titanettsubstrat med et diamantmønstret nett, idet hvert diamantmønster hadde en langdimensjonsutformning på ca. 8 mm pluss en kortdimensjonssutformning på ca. 4 mm. Titannettet var blitt glødet ved 600°C i 30 minutter og etset i 25 vekt% svovelsyre ved 85-90°C og ble derefter skylt i vann og tørret i luft. Det påførte belegg ble lufttørret og derefter brent ved 470°C. 18 belegg ble påført på denne måte. Efter det siste belegg ble anoden efterbrent ved 525°C i 4 timer.
Da åtte prøver av det erholdte belagte titansubstrat ble anvendt som en anode i 12 normal NaOH ved 95°C i 4 timer ved 25 kA/m 2 , ble det gjennomsnittlige vekttap 5,27 g/m 2.
Da en prøve ble anvendt som en anode i en klor-alkalimembran-celle som arbeidet ved 3,3 kA/m<2>, ble 0,06%, 0,22% og 0,38%, basert på volum, oxygen produsert i klorcelleproduktet ved en elektrolytt-pH av henholdsvis 3 og 4. Denne anodes arbeidspotensial i membrancellen var 1,09 V målt mot en standard kalomelreferanseelektrode.
Det gjennomsnittlige kaustiske vekttap av 5,27 g/m<2>var spesielt bemerkelsesverdig da et sammenligningsbelegg med 7,8 mol% iridiumoxyd, 15 mol% rutheniumoxyd og 7 7,2 mol% titanoxyd oppviste et slikt vekttap av 8,9 g/m 2 da det ble prøvet under de samme betingelser. Dessuten og igjen for-holdsvis, men efterhvert som molprosenten ble forandret til mer tett å nærme seg sammensetningen ifølge oppfinnelsen, men fremdeles i et sammenligningsbelegg, økte kaustiskvekt-tapet til 19,2 g/m<2>.
Claims (6)
1. Elektrode som har redusert oxygenutvikling under elektrolyse av halogenholdige oppløsninger ved lav pH og består av et elektrisk ledende metallsubstrat med et belegg som har øket stabilitet under alkaliske betingelser,karakterisert vedat belegget består av minst 15, men mindre enn 25, mol% iridiumoxyd, 35-50 mol% rutheniumoxyd og minst 30, men mindre enn 45, mol% titanoxyd, basis 100 mol% av disse oxyder som er tilstede i belegget, hvorved belegget har et molforhold mellom titanoxyd og oxydene av iridium og ruthenium samlet av mindre enn 1:1 og idet molfbrholdet mellom ruthéniumoxyd og iridiumoxyd er fra over 1,5:1 og opp til 3:1.
2. Elektrode ifølge krav 1,
karakterisert vedat det ledende metallsubstrat omfatter et metall valgt fra gruppen bestående av titan, tantal, zirkonium, niob, aluminium, wolfram og legeringer og intermetalliske blandinger av disse.
3. Elektrode ifølge krav 1,
karakterisert vedat det ledende metallsubstrat omfatter titan eller en legering eller intermetallisk blanding som inneholder titan.
4. Elektrode ifølge krav 3,
karakterisert vedat det ledende metallsubstrat omfatter et glødet og etset titansubstrat.
5. Elektrode ifølge krav 1,
karakterisert vedat belegget er et ikke-homogent, men glatt, belegg av blandede oxyder og består i det vesentlige av 18-22 mol% iridiumoxyd, 35-40 mol% rutheniumoxyd og 40-44 mol% titanoxyd, med et molforhold mellom rutheniumoxyd og iridiumoxyd av fra 1,7:1 til 2,2:1.
6. Anvendelse av en elektrode ifølge krav 1 som anode i en membrancelle anvendt for elektrolyse av saltoppløsning som har en pH innen området av fra 2 til 4.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US44777589A | 1989-12-08 | 1989-12-08 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO905305D0 NO905305D0 (no) | 1990-12-07 |
NO905305L NO905305L (no) | 1991-06-10 |
NO302858B1 true NO302858B1 (no) | 1998-05-04 |
Family
ID=23777697
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO905305A NO302858B1 (no) | 1989-12-08 | 1990-12-07 | Elektrode som har redusert oksygenutvikling under elektrolyse av halogenholdige opplösninger samt anvendelse av denne |
Country Status (11)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0437178B1 (no) |
JP (1) | JPH03188291A (no) |
KR (1) | KR910012344A (no) |
AR (1) | AR245508A1 (no) |
AT (1) | ATE127863T1 (no) |
AU (1) | AU640719B2 (no) |
BR (1) | BR9006109A (no) |
CA (1) | CA2030092C (no) |
DE (1) | DE69022386T2 (no) |
ES (1) | ES2076349T3 (no) |
NO (1) | NO302858B1 (no) |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100407710B1 (ko) * | 2001-11-08 | 2003-12-01 | (주) 테크윈 | 고온 소결에 의한 촉매성 산화물 전극의 제조방법 |
US7566389B2 (en) | 2003-10-08 | 2009-07-28 | Akzo Nobel N.V. | Electrode |
KR100898173B1 (ko) * | 2008-07-09 | 2009-05-19 | 금강엔지니어링 주식회사 | 오폐수처리용 전극 제조방법 |
EP2390385B1 (en) | 2010-05-25 | 2015-05-06 | Permelec Electrode Ltd. | Anode for electrolysis and manufacturing method thereof |
DE102010023418A1 (de) * | 2010-06-11 | 2011-12-15 | Uhde Gmbh | Ein- oder mehrseitige Substratbeschichtung |
JP5456744B2 (ja) | 2010-11-04 | 2014-04-02 | ペルメレック電極株式会社 | 金属電解採取方法 |
IT1403585B1 (it) * | 2010-11-26 | 2013-10-31 | Industrie De Nora Spa | Anodo per evoluzione elettrolitica di cloro |
KR20160120377A (ko) | 2015-04-07 | 2016-10-18 | 주식회사 마텍스코리아 | 탄소 나노평면구조를 갖는 전극 제조방법 |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3853739A (en) * | 1972-06-23 | 1974-12-10 | Electronor Corp | Platinum group metal oxide coated electrodes |
JPS5137877A (en) * | 1974-09-27 | 1976-03-30 | Asahi Chemical Ind | Denkaiyodenkyoku oyobi sonoseizoho |
US4457824A (en) * | 1982-06-28 | 1984-07-03 | General Electric Company | Method and device for evolution of oxygen with ternary electrocatalysts containing valve metals |
JPS60162787A (ja) * | 1984-01-31 | 1985-08-24 | Tdk Corp | 電解用電極 |
US4564434A (en) * | 1984-09-28 | 1986-01-14 | Busse Machukas Vladimir B | Electrode for electrolysis of solutions of electrolytes |
-
1990
- 1990-11-15 CA CA002030092A patent/CA2030092C/en not_active Expired - Fee Related
- 1990-11-28 AR AR90318490A patent/AR245508A1/es active
- 1990-11-28 JP JP2328816A patent/JPH03188291A/ja active Pending
- 1990-11-30 BR BR909006109A patent/BR9006109A/pt not_active IP Right Cessation
- 1990-12-04 EP EP90810945A patent/EP0437178B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1990-12-04 AT AT90810945T patent/ATE127863T1/de not_active IP Right Cessation
- 1990-12-04 ES ES90810945T patent/ES2076349T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1990-12-04 DE DE69022386T patent/DE69022386T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1990-12-07 KR KR1019900020120A patent/KR910012344A/ko not_active Application Discontinuation
- 1990-12-07 AU AU67858/90A patent/AU640719B2/en not_active Ceased
- 1990-12-07 NO NO905305A patent/NO302858B1/no unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CA2030092A1 (en) | 1991-06-09 |
CA2030092C (en) | 1998-11-03 |
NO905305D0 (no) | 1990-12-07 |
JPH03188291A (ja) | 1991-08-16 |
ES2076349T3 (es) | 1995-11-01 |
DE69022386D1 (de) | 1995-10-19 |
EP0437178B1 (en) | 1995-09-13 |
KR910012344A (ko) | 1991-08-07 |
ATE127863T1 (de) | 1995-09-15 |
NO905305L (no) | 1991-06-10 |
EP0437178A1 (en) | 1991-07-17 |
AU640719B2 (en) | 1993-09-02 |
AR245508A1 (es) | 1994-01-31 |
AU6785890A (en) | 1991-06-13 |
BR9006109A (pt) | 1991-09-24 |
DE69022386T2 (de) | 1996-03-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA2519522C (en) | Electrocatalytic coating with platinum group metals and electrode made therefrom | |
AU2004323018B2 (en) | Pd-containing coating for low chlorine overvoltage | |
AU2005325733B2 (en) | High efficiency hypochlorite anode coating | |
JP4884333B2 (ja) | 電解用電極 | |
NO137324B (no) | Fremgangsm}te for fremstilling av elektroder egnet til bruk i elektrolytiske prosesser. | |
NO158190B (no) | Elektrode for elektrolyseprosesser og fremgangsmaate ved fremstilling derav. | |
JP2006515389A5 (no) | ||
NO341164B1 (no) | Kloratanodebelegg med jevn overflatemorfologi | |
NO302858B1 (no) | Elektrode som har redusert oksygenutvikling under elektrolyse av halogenholdige opplösninger samt anvendelse av denne | |
CA1130759A (en) | Electrolysis electrodes and method of making same | |
JP2019119930A (ja) | 塩素発生用電極 | |
NO790997L (no) | Fremgangsmaate ved elektrolyse av en vandig, halogenholdig opploesning | |
RU2379380C2 (ru) | Высокоэффективное анодное покрытие для получения гипохлорита | |
JP2836840B2 (ja) | 塩素発生用電極及びその製造方法 | |
US5230780A (en) | Electrolyzing halogen-containing solution in a membrane cell | |
HU199574B (en) | Process for production of electrode suitable to electrolize of alkalchlorid watery solutions | |
NO861978L (no) | Katalytisk komposittmateriale, spesielt for elektrolyseelektroder, og fremstillingsmetode. | |
DK2655693T3 (en) | Electrolytic cell electrode | |
RU2425176C2 (ru) | Способ получения электрода, электрод (варианты) и электролитическая ячейка (варианты) | |
RU2791363C2 (ru) | Анод для электролитического выделения хлора | |
JP2024072226A (ja) | 電解用陽極 | |
WO2005014884A2 (en) | Anode for electrochemical processes |