RU56400U1 - COMPONENT ANODE WITH AN EXTENDED LIFE OF OPERATION - Google Patents
COMPONENT ANODE WITH AN EXTENDED LIFE OF OPERATION Download PDFInfo
- Publication number
- RU56400U1 RU56400U1 RU2005141401/22U RU2005141401U RU56400U1 RU 56400 U1 RU56400 U1 RU 56400U1 RU 2005141401/22 U RU2005141401/22 U RU 2005141401/22U RU 2005141401 U RU2005141401 U RU 2005141401U RU 56400 U1 RU56400 U1 RU 56400U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- filler
- active coating
- composite
- electrolysis
- model
- Prior art date
Links
Landscapes
- Electrodes For Compound Or Non-Metal Manufacture (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к области электрохимических производств, в частности, к изготовлению и ремонту составных магнетитовых анодов для процессов электролиза водных сред с рН=2÷14. Задачей полезной модели являлось понижение скорости роста паления напряжения на составных анодах и увеличение срока их эксплуатации. Технический результат достигается закрытием дефектов активного покрытия наполнителем, находящимся в газообразном или жидком состоянии с последующей конденсацией и затвердеванием (охлаждение, полимеризация). В качестве наполнителя применяются вещества органического и неорганического происхождения, обладающих необходимым сочетанием физико-химических свойств.The utility model relates to the field of electrochemical production, in particular, to the manufacture and repair of composite magnetite anodes for the electrolysis of aqueous media with pH = 2 ÷ 14. The objective of the utility model was to reduce the rate of growth of the burning voltage on the composite anodes and increase their life. The technical result is achieved by closing defects in the active coating with a filler in a gaseous or liquid state, followed by condensation and solidification (cooling, polymerization). As a filler, substances of organic and inorganic origin are used that have the necessary combination of physicochemical properties.
Description
Полезная модель относится к области электрохимических производств, в частности, к изготовлению и ремонту магнетитовых анодов для процессов электролиза водных сред с рН=2-14 (промышленный электролиз, катодная защита от коррозии внешним током, электрохимическая очистка сточных вод).The utility model relates to the field of electrochemical production, in particular, to the manufacture and repair of magnetite anodes for the processes of electrolysis of aqueous media with pH = 2-14 (industrial electrolysis, cathodic corrosion protection by external current, electrochemical wastewater treatment).
Известен составной анод для электролиза с основой из вентильного металла (алюминий, молибден, ниобий, тантал, титан, вольфрам, цирконий или их сплавы) и активным покрытием из оксидов марганца, железа, кобальта, никеля с включениями частиц оксидов олова, сурьмы, марганца, вентильных металлов [Пат. US №4243503, от 06.01.1981 г.].A composite anode for electrolysis is known with a valve metal base (aluminum, molybdenum, niobium, tantalum, titanium, tungsten, zirconium or their alloys) and an active coating of oxides of manganese, iron, cobalt, nickel with inclusions of particles of tin, antimony, manganese, valve metals [Pat. US No. 4243503, dated January 6, 1981].
Известен составной анод для электролиза щелочных растворов, содержащий основу из титана и активное покрытие из магнетита и стеклоэмали [Пат. DE №1964999, от 01.07.1971 г.].Known composite anode for the electrolysis of alkaline solutions containing a base of titanium and an active coating of magnetite and glass enamel [US Pat. DE No. 1964999, dated 01/07/1971].
Наиболее близким аналогом (прототипом) предложенной полезной модели является составной анод для электролиза водных сред содержащий основу из титана и активное покрытие из магнетита [FR №2009337 (69 16957 нац. peг.), от 30.01.1970 г.].The closest analogue (prototype) of the proposed utility model is a composite anode for electrolysis of aqueous media containing a base of titanium and an active coating of magnetite [FR No. 2009337 (69 16957 nat. Reg.), From 01.30.1970].
Общими недостатками всех перечисленных устройств являются:Common disadvantages of all these devices are:
- рост падения напряжения на анодах в процессе работы, существенно ограничивающий срок их эксплуатации;- an increase in the voltage drop across the anodes during operation, significantly limiting the period of their operation;
- невозможность эксплуатации анодов имеющих механические повреждения активного покрытия (сколы, отслаивания, трещины).- the inability to use anodes having mechanical damage to the active coating (chips, peeling, cracks).
Задачей предлагаемой полезной модели являлось понижение скорости роста паления напряжения на составных анодах и увеличение срока их эксплуатации.The objective of the proposed utility model was to reduce the rate of growth of the burning voltage on the composite anodes and increase their life.
Сущность полезной модели поясняется фигурой, где изображен фрагмент анода. Составной анод, содержащий основу из титана (1) и активное покрытие из магнетита (2), отличается от прототипа тем, что дефекты активного покрытия (2) заполнены наполнителем (3). Дополнительное отличие состоит в том, что материал наполнителя должен обладать определенными свойствами, обеспечивающими решение поставленной задачи.The essence of the utility model is illustrated by the figure, which shows a fragment of the anode. A composite anode containing a base of titanium (1) and an active coating of magnetite (2) differs from the prototype in that the defects of the active coating (2) are filled with filler (3). An additional difference is that the filler material must have certain properties that provide a solution to the problem.
Активное покрытие из магнетита, наносимое на титановую основу плазменным методом, спеканием прессованного порошка Fе3O4 или термическим разложением соединений железа обладает значительной пористостью [Кудинов В.В., Пекшев П.Ю., Белащенко В.Е., Солоненко О.П., Сафиуллин В.А. Нанесение покрытий плазмой - М.: Наука, 1990. - 408 с.;The active coating of magnetite, applied to the titanium base by a plasma method, sintering of pressed Fe 3 O 4 powder, or thermal decomposition of iron compounds, has significant porosity [Kudinov VV, Pekshev P.Yu., Belashchenko V.E., Solonenko O.P. ., Safiullin V.A. Plasma coating - M .: Nauka, 1990. - 408 p .;
Фиошин М.Я., Смирнова М.Г. Электрохимические системы в синтезе химических продуктов. - М.: Химия, 1985. - 256 с.]. В этом случае процесс электролиза протекает не только на поверхности составного анода, но и на поверхности пор [Хоришко Б.А. Анодная поляризация магнетитового напыления на титан в растворе хлорида натрия. / Материалы научно-технической конференции Новомосковского филиала МХТИ им. Д.И.Менделеева, Новомосковск, 1994 / М., 1994, ч.I, с.120-122. Деп. в ВИНИТИ №2685-В95 от 05.10.95]. Через макродефекты (сколы, отслаивания, трещины) и микродефекты (поры) кислород водной среды и продукты электролиза проникают к титановой основе, чем ускоряется ее окисление. Накопление определенного количества кислорода на границе титановая основа - магнетит вызывает запирание анодного тока на образующемся оксиде титана TiO2. Это приводит к росту падения напряжения на составном аноде [Hayes М., Kuhn А.Т. - J. Appl. Electrochem., 1978, v.8, р.327-332]. Таким образом, составной анод становится непригодным для дальнейшей эксплуатации. Для торможения роста падения напряжения на составном аноде необходимо уменьшить поток кислорода к границе титановая основа -магнетит. Как техническое решение этой задачи полезной моделью (фиг.) Fioshin M.Ya., Smirnova M.G. Electrochemical systems in the synthesis of chemical products. - M.: Chemistry, 1985. - 256 p.]. In this case, the electrolysis process proceeds not only on the surface of the composite anode, but also on the surface of the pores [B. Khorishko. Anodic polarization of magnetite sputtering on titanium in a solution of sodium chloride. / Materials of the scientific and technical conference of the Novomoskovsk branch of the Moscow Art Theater. D.I. Mendeleev, Novomoskovsk, 1994 / M., 1994, part I, p. 120-122. Dep. at VINITI No. 2685-B95 dated 10/05/95]. Through macrodefects (chips, peeling, cracks) and microdefects (pores), oxygen of the aqueous medium and electrolysis products penetrate to the titanium base, which accelerates its oxidation. The accumulation of a certain amount of oxygen at the boundary of the titanium base - magnetite causes the anode current to be blocked on the resulting titanium oxide TiO 2 . This leads to an increase in the voltage drop across the composite anode [Hayes M., Kuhn A.T. - J. Appl. Electrochem., 1978, v. 8, p. 327-332]. Thus, the composite anode becomes unsuitable for further operation. To inhibit the growth of the voltage drop across the composite anode, it is necessary to reduce the oxygen flux to the boundary of the titanium-magnetite base. As a technical solution to this problem, a useful model (Fig.)
предлагается заполненить дефекты активного покрытия (2) специальным материалом, он же - наполнитель (3), находящимся в газообразном или жидком состоянии с последующей конденсацией и затвердеванием (охлаждение, полимеризация). В качестве наполнителя (3) применяются вещества органического и неорганического происхождения. В первую очередь заполняются макродефекты, для чего используются синтетические смолы и органические полимеры с хорошей адгезией к основе и к активному покрытию. После затвердевания эти материалы обладают собственной пористостью, поэтому, как и пористое активное покрытие, требуют заполнения - пропитку. Чтобы остановить электролиз в микродефектах покрытия, а также проникновение продуктов электролиза и кислорода водной фазы к основе, пропитывающее вещество, оно же - наполнитель, должно обладать сочетанием следующих свойств:It is proposed to fill the defects of the active coating (2) with a special material, it is also a filler (3) in a gaseous or liquid state, followed by condensation and solidification (cooling, polymerization). As filler (3), substances of organic and inorganic origin are used. First, macrodefects are filled, for which synthetic resins and organic polymers with good adhesion to the base and to the active coating are used. After hardening, these materials have their own porosity, therefore, like a porous active coating, they require filling - impregnation. To stop electrolysis in microdefects of the coating, as well as the penetration of the products of electrolysis and oxygen of the aqueous phase to the base, the impregnating substance, which is also a filler, must have a combination of the following properties:
- гидрофобность;- hydrophobicity;
- хорошая адгезия к материалу активного покрытия;- good adhesion to the material of the active coating;
- инертность в условиях эксплуатации;- inertness under operating conditions;
- маленькая вязкость в жидком состоянии;- low viscosity in a liquid state;
- большое удельное электрическое сопротивление;- large electrical resistivity;
- температура плавления (кипения) более низкая, чем у материала активного покрытия, но более высокая, чем температура хранения и эксплуатации анода.- the melting (boiling) temperature is lower than that of the active coating material, but higher than the temperature of storage and operation of the anode.
Информация о веществах, сочетающих вышеизложенные свойства имеется в технической литературе [Якименко Л.М. Электродные материалы. - М.: Химия, 1977. - 246 с. или Выдра Ф., Штулик К., Юланова Э. Инверсионная вольтамперометрия. - М.: Мир, 1980. - 280 с].Information on substances combining the above properties is available in the technical literature [Yakimenko L.M. Electrode materials. - M.: Chemistry, 1977 .-- 246 p. or Otter F., Shtulik K., Yulanova E. Inversion voltammetry. - M .: Mir, 1980. - 280 s].
Пример.Example.
Трубчатую основу (⌀внеш.=25 мм; l=420 мм) из титана ВТ-0 предварительно подвергали струйно-абразивной обработке, нагревали до 150°С в атмосфере аргона, и послойно покрывали магнетитом толщиной 2 мм The tubular base (⌀ ext. = 25 mm; l = 420 mm) of VT-0 titanium was previously subjected to jet-abrasive treatment, heated to 150 ° C in an argon atmosphere, and magnetically coated with a 2 mm thick layer
с помощью плазматрона. Плазмообразующим газом служил аргон. Далее токоподвод и внутреннюю поверхность основы изолировали. Для имитации повреждений на части изготовленных таким образом составных анодов искусственно создавали макродефекты. Заполнение макро- и микродефектов осуществлялось двумя веществами в трех вариантах: 1. эпоксидная смола ЭД-20; 2. расплавленная смесь: парафин + полиэтилен; 3. последовательно: эпоксидная смола - смесь: парафин + полиэтилен. Составные аноды без заполнения дефектов (прототип) и с заполнением (полезная модель) подвергали анодной гальваностатической поляризации в водных растворах: 0,5М H2SO4; 0,5М Nа2SO4; 5,5М NaOH; при условиях: Т≅298 К; Р≅101328 Н·м-2; iа=500 А·м-2; τ=72000 мин.. Исследовали скорость изменения потенциала (dE/dτ). В каждом опыте исследовалось семь образцов. Результаты исследований с параметрами статистической обработки приведены в таблице. Из таблицы видно, что предложенная полезная модель решает поставленную задачу. Заполнение дефектов магнетитового покрытия гидрофобным, неэлектропроводным материалом более, чем на порядок снижает скорость роста падения напряжения на составном аноде, что существенно увеличивает продолжительность эксплуатации электрода.using a plasmatron. Argon served as the plasma gas. Next, the current supply and the inner surface of the base were isolated. To simulate damage to parts of composite anodes manufactured in this way, macrodefects were artificially created. The filling of macro- and microdefects was carried out by two substances in three versions: 1. epoxy resin ED-20; 2. molten mixture: paraffin + polyethylene; 3. sequentially: epoxy resin - mixture: paraffin + polyethylene. Composite anodes without filling defects (prototype) and filling (utility model) were subjected to anodic galvanostatic polarization in aqueous solutions: 0.5 M H 2 SO 4 ; 0.5 M Na 2 SO 4 ; 5.5 M NaOH; under conditions: Т≅298 К; P0101328 Nm -2 ; i a = 500 A m -2 ; τ = 72000 min. The rate of change of potential (dE / dτ) was investigated. In each experiment, seven samples were studied. Research results with statistical processing parameters are shown in the table. The table shows that the proposed utility model solves the problem. Filling defects in a magnetite coating with a hydrophobic, non-conductive material more than an order of magnitude reduces the growth rate of the voltage drop across the composite anode, which significantly increases the duration of operation of the electrode.
(Материал основы: ВТ-0; активное покрытие Fе3O4 δ=2 мм; Т≅198 К; Р≅101325 Н·м-2; τ=72000 мин; ia=500 А/м2)The change in the potential of the composite anode during operation.
(Base material: VT-0; active coating Fe 3 O 4 δ = 2 mm; Т≅198 К; Р≅101325 N · m -2 ; τ = 72000 min; i a = 500 A / m 2 )
ЭД-20Epoxy resin
ED-20
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005141401/22U RU56400U1 (en) | 2005-12-30 | 2005-12-30 | COMPONENT ANODE WITH AN EXTENDED LIFE OF OPERATION |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005141401/22U RU56400U1 (en) | 2005-12-30 | 2005-12-30 | COMPONENT ANODE WITH AN EXTENDED LIFE OF OPERATION |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU56400U1 true RU56400U1 (en) | 2006-09-10 |
Family
ID=37113338
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005141401/22U RU56400U1 (en) | 2005-12-30 | 2005-12-30 | COMPONENT ANODE WITH AN EXTENDED LIFE OF OPERATION |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU56400U1 (en) |
-
2005
- 2005-12-30 RU RU2005141401/22U patent/RU56400U1/en not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
El Abedin et al. | Ionic liquids as green electrolytes for the electrodeposition of nanomaterials | |
US3956080A (en) | Coated valve metal article formed by spark anodizing | |
Zehra et al. | Anionic assisted incorporation of WO3 nanoparticles for enhanced electrochemical properties of AZ31 Mg alloy coated via plasma electrolytic oxidation | |
Cheng et al. | A systematic study of the role of cathodic polarization and new findings on the soft sparking phenomenon from plasma electrolytic oxidation of an Al-Cu-Li alloy | |
Song et al. | Electrochemical behavior of Dy2O3 on molybdenum and liquid tin electrodes in molten CaCl2 | |
Kamada et al. | Anodic dissolution of tantalum and niobium in acetone solvent with halogen additives for electrochemical synthesis of Ta2O5 and Nb2O5 thin films | |
Widayatno | Kinetics of nickel electrodeposition from low electrolyte concentration and at a narrow interelectrode gap | |
Buming et al. | Effect of the current density on electrodepositing alpha-lead dioxide coating on aluminum substrate | |
JP2003193279A (en) | Method for electrochemically manufacturing alkaline metal alcholate and electrolytic cell | |
RU56400U1 (en) | COMPONENT ANODE WITH AN EXTENDED LIFE OF OPERATION | |
Tian et al. | Rapid electrodeposition of Ti on a liquid Zn cathode from a consumable casting TiC0. 5O0. 5 anode | |
Mao et al. | Anodic Film Studies on Steel in Nitrate‐Based Electrolytes for Electrochemical Machining | |
Liu et al. | Electrochemical behavior of tantalum in ethylene carbonate and aluminum chloride solvate ionic liquid | |
Kasach et al. | Effect of parameters of pulse electrolysis on electrodeposition of copper–tin alloy from sulfate electrolyte | |
Huang et al. | Electrochemical studies of Ir coating deposition from NaCl-KCl-CsCl molten salts | |
NO143069B (en) | PROCEDURE FOR ELECTRICAL EXTRACTION OF METALS FROM Aqueous SOLUTIONS OF METAL COMPOUNDS | |
US4488941A (en) | Electroplating method for producing porous tantalum capacitor electrode | |
Ras et al. | Electrodeposition of PbO2 and Bi–PbO2 on Ebonex | |
Taxil et al. | The preparation of corrosion-resistant layers by the electrolytic deposition of tantalum on nickel and stainless steel | |
CN105506674A (en) | Method for improving corrosion resistance of metal ceramic inert anode | |
Xiangyang et al. | Electrochemical performance of a new type aluminum foam/Pb-0.6 wt% Ag alloy composite anode for zinc electrowinning industry | |
KR101213976B1 (en) | The method for fabricating corrosion-resistance ceramics film on the Mg-alloys substrate and materials comprising corrosion-resistance ceramics film prepared therefrom | |
US4483752A (en) | Valve metal electrodeposition onto graphite | |
Mukherjee et al. | Compatibility Issues of Yttria‐Stabilized Zirconia Solid Oxide Membrane in the Direct Electro‐Deoxidation of Metal Oxides | |
RU56398U1 (en) | LIGHT COMPONENT ANODE |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20091231 |