SU976838A3 - Способ изготовлени электрода - Google Patents

Description

3 976 жевой. Избыток , используют дл  того, чтобы обеспечить полное преобрагзование о пертитанат. В метаноле раствор ют RuClj в таком количестве , которого достаточно дл  того,чтобы получить заданное отношение TiOn и ВиОз- Раствор пертитановой кислоты и трихлорида рутени  смешивают. Полученный в результате этого раствор нанос т на поверхность титанового анода с помощью кисти. Облицовку нанос т в виде нескольких покрытий и подвер1гают гор чей сушке при 350°С 5 мин в промежутке между каждым покрытием. После того, как будет найесено покрытие заданной толщины или веса на единицу площади, покрытие подвергают окончательной тепловой обработке при 15 мин. Мол рное отношение Ti02 и Ru02 может колебатьс  от 1:1 до 10:1. Мол рные величины соответствуют 22, процентам BecaTi:Ru и 51:10,8 процентам веса Ti:Ru. Толщину покрыти  можно измен ть в зависимости от условий процесса, в котором используетс  электрод. Покрытие может быть нанесено нерав номерными сло ми на переднюю и заднюю грани поверхности анода, например п т слоев покрыти  на переднюю грань и тр сло  - на заднюю. Нанесение покрыти  на обе грани и на боковые поверхности анодных пластинокобеспечивает лучшее сцепление покрытий с пластинками Пример 2. Развальцованную т тановую пластину анода с поверхность 50 см очищают посредством кип чени  при температуре около 110°С в ;растворе сол ной кислоты в течение i|0 мин. Л затем на нее нанос т смеша ный раствор, содержащий Рутений в виде 10 (металл RuClj-H O, мг Иридий в виде II ( NH4)23rC1, мг Титан в виде TlClj, Формамид (HCONHij) , капель Перекись водорода ( HjOj, 30). . капли Раствор приготавливают путем перемеш вани  сначала солей рутени  и ири- ди , содержащих необходимое количест во рутени  и ириди , в 2 мол рном растворе сол ной кислоты (S мл впол не достаточно дл  указанных количест 4 даит смеси высохнуть Ари температуе , не превышаюи ей 50Г,, до тех пор, пока не образуетс  сухой осадок. Заем добавл ют формамид в смесь сухих солей при температуре около дл  растворени  смеси. Треххлористый титан , растворенный в сол ной кислоте (15 - крепость промышленного раствора), добавл ют в растворенную смесь рутени  и ириди  и затем добавл ют несколько капель перекиси водорода (30 ), которых достаточно, чтобы раствор изменил свою окраску из синей , присущей промышленному раствору TiCl3, в оранжевую. Эту смесь нанос т на обе стороны очищенного основани  титанового анода с помощью кисти в виде восьми последовательных слоев, след  за тем, чтобы покрытие попадало в промежутки развальцованной пластинки. После нанесени  каждого сло  анод нагревают в печи с принудительной циркул цией воздуха при температуре в пределах ОТ 300 до 350°С 10-15 мин, после чего следует быстрое естественное охлаждение на воздухе, что делают после каждого из первых семи слоев, а после того, как нанос т восьмой ( последний) слой, анод нагревают до С в течение одного часа при принудительной циркул ции воздуха, а затем охлаждают. .- .J oличecтвo трех упом нутых металГлов и покрытии соответствует весовым отноиени м: ириди  13,15, рутени  13, 15, и титана 73,1%, а количество благородного металла в покрытии соответствует 0,2 мг ириди  и 0,2 мг рутени  на 1 площади электрода. При проведении ускоренных- испытаний изготовленный анод не имел потерь в весе после трех изменений направлени  электрического тока, и имел потерю в весе, равную 0,152 мг/см, послетрех погружений.в амальгаму, по сравнению с потерей в весе такого же анода с титановой основой, покрытого окисью рутени , равной 0,92 мг/см . После 2000 ч работы этот анод показал увеличение веса пор дка 0,7 мг/см, в то врем , как подобные аноды, покры .тые слоем окиси платины или рутени , демонстрируют существенную потерю газа . По всей веро тности, увеличение веса в дальнейшем стабилизируетс . Пример 3. Раствор нанос т на Предварительно очищенную основу анода , имеющего такие же размеры, как в примере 2. Нанесенна  смесь состо ит из элементов в количестве; Рутений в виде RuClj- Н20, мг 20 (метал Иридий в виде ( NH4)3rC1, мг 20. Титан 13 виде TiClj, мг(8 Формамид (HCONH2), капель10-12 Перекись водорода (И202, 305 К капли 3Процесс приготовлени  смеси и на несени  ее на основу из титана тако же, как в примере 2. Количество тре металлов в этой смеси соответствует весовым отношени м: иридий 22,6, рутений 22,6% и титан , а вели чина окиси благородного металла в ак тивном покрытии соответствует О, мг ириди  и 0, мг рутени  на 1 см активной площади электрода. После 2300 ч работы такой анод имеет увеличение веса 0,9 мг/см2, что, видимо в дальнейшем стабилизируетс . Пример Ц. Перед Нанесением покрыти  на титановый анод, его пред варительно подвергают травлению аналогично примеру 2, а затем погружают в раствор, состо щий из 1 М раствора и 1М раствора NaOH при температуре от 20 до 30° на два дн . В результате этого титан покрываетс  тонким слоем черной окиси титана. Используют смешанный раствор такого же состава, как в примере 2, в качестве растворител  вместо Лормамида используют изопропиловый спирт. В результате использовани  изопропилового спирта получают более однородное распределение пленки покрыти  на черной окиси титана. Пример 5. Развальцованную пластину титанового анода такого же размера, как и в упом нутых примерах после очистки и травлени , покрывают смешанным раствором, содержащим: Рутений в виде 11,25 (металл) RuClj-M20, мг Золото п виде ..: II.. AuCl4nH20, мг Титан а виде Ti С1 , мг Изопропиловый спирт, капель Перекись водо . ),, капель 86 Раствор приготовл ют следующим образом . Смеййвают соли рутени  и золота в заданных количествах в 2 мол р ном растворе сол ной кислоты ( 5 мл ) и смеси дают высохнуть при 50°С. Затем добавл ют в смесь солей рутени  и золота промышленный раствор TVCIj, после чего в раствор внос т нескольку капель перекиси водорода, достаточНЕ1Х дл  того, чтобы раствор изменил своо окраску с синей в оранжевую. И, наконец, добавл ют изопропиловый спирт в необходимом количестве. Подготовленную таким образом смесь покрыти  нанос т на обе стороны очищенного основани  титанового анода восемью последовательными сло ми по технологии , описанной в примере 2, Количество трех металлов в покрытии соответствует весовым отношени м: рутений 15%, золото S%, титан 80, а кoличectв6 благородного металла в облицовке соответствует 0,2-5 мг рутени  и 0,075 мг золота на 1 см площади электрода. При ускоренных испытани х этот анод показывает потерю в весе 0,030 мг/см после трех последовательных изменений направлени  электрического тока и потерю в весе о,043 мг/см - после двух погру хений в амальгаму. П р и м е р 6. Развальцованную пластинку титанового анода подвергают очистке и травлению, а затем на2 НОСЯТ раствор, содержащий, мг/см : Рутений в виде 0,8,(металл) КиС1зЗН20, Титан в виде 0,89 Тантал в виде 0,89 Та .СЬГ Раствор покрыти  приготовл ют, перемешав сначала сухие соли рутени  в промышленном растворе сол ной кислоты, содержащей 15% TiCI. Затем добавл ют тантал в виде раствора 50 г/л TaClj в 20% растворе сол ной кислоТы НС1. Окраска раствори измен етс  от синей до оранжевой в св зи с добавлением необходимого количест ,ва перекиси водорода, после чего следует добавление изопропилового .спирта в качестве загустител . Раствор нанос т на обе стороны основани  титанового анода кистью в виде четырех последовательных слоев. После нанесени  каждого сло  пнод нагревают в печи с принудительной циркул цией воздуха при температуре в пределах от 300 до 10-15 мин, после чего следует быстрое естественное охлажде ние на открытом воздухе ( это дл  каждого из. первых трех слоев, а после нанесени  четвертого сло  анод нагревают до tljO C, выдер)хивают так в течение одного часа при принудительной циркул ции воздуха, а затем охлаждают ). Количество трех металлов в покрытии соответствует весовым отношени м; рутений , титан 50%,тантал 5. При ускоренных испытани х этот анод не показал заметной потери в весе после двух циклов изменени  направ лени  электрического тока и после .двух погруженийв амальгаму. Каждь1й цикл перемены направлени  электрического тока состоит из чередовани  п ти анодных пол ризаций при 1 А/см , кажда  из которых продолжаетс  2 мин и после каждой из которых следует катод на  пол ризаци  при такой же плотности электрического тока и в течение того ) времени.После более, чем 1500 ч работы при 3 А/см- в насыщенном растворе хлористого натри , потенциал анода составл ет 1,41 В. П р Им е р 7. Развальцованную пластину титанового анода подвергают очистке и травлению, а затем нанос т растпор, содержащий, мг/см : Рутений в виде RuC1,,-3H20 0,6 (металл) Титан в виде Олово в виде SriCU0,17 -ч - iРаствор приготовл ют, смешива  сначала сухую соль рутени  в промышленном растворе сол ной кислоты с 15 TiCl3. Затем в смесь добавл ют четыреххлористое соединение в тех пропорци х , которые даны выше, после чего добавл ют достаточное количество пере киси водорода, в результате чего окра ка раствора измен етс  от синей до оранжевой. В качестве загустител  добавл ют изопропиловый спирт. Раствор нанос т на обе стороны предварительно очищенного и протравленного основани  титанового анода -в виде четырех последовательных слоев, при этом каждый слой подвергают обычной тепловой обработке аналогично примеру 6. Количество трех металлов в покрытии соответствует весовым отношени м: рутений 35%, титан 55%, олово 10%, При ускоренных испытани х в услови х, описанных в примере 6 анод имел потерю в весе 0,09% мг/см после двух циклов перемены электрического тока, а потер  в весе после одного погружени  в амальгаму составл ет 0,01 мг/см . После более, чем 1500 ч работы в концентрированном растворе NaCl при 2 А/см и 60°С потенциал анода составл ет 1,4Z В. Пример 8. Предварительно очищенную пластинку титанового анода покрывают смешанным раствором состава, мг/см : Рутений в виде КиС1з-ЗН,00,8 (металл) Титан в виде TiCI,,0,96 - и Алюминий в виде А1С1з-6Н20 .0,18 - ч Смесь приготовл ют, предварительно смешива  соли рутени  и титана в промишленном растворе сол ной кислоты TiCli), как было описано в предыдущих примерах. Затем добавл ют хлористый алюминий в указанных пропорци х, после чего раствор обрабатывают перекисью водорода аналогично примеру 6 и добавл ют изопропиловый спирт в качестве загустител . Смесь нанос т на предварительно очищенное и протравленное основание титанового анода в виде четырех последовательных слоев. После нанесени  каждого сло  производ т тепловую обработку по примеру 6. Количество трех металлов в покрытии соответствует весовым отношени м: рутений 15%, титан и алюминий 1%. После одного цикла перемены направлени  электрического тока и после одного погружени  в амальгаму обща  потер  в весе составл ет 0,1 мг/см . После работы более, чем 1500.. ч в кон- Центрированном растворе хлористого ; натри  при 60°С, при плотности анодного тока 3 А/см2, потенциал анода составл ет 1,42 В. Пример 9. Электроды изготовл ют с п тью различными типами покрыти , каждый из которых состоит из четырехкомпонентной смеси солей, включа  соль рутени . Образец I. Титан в виде TiCI} в растворе НС1 (промышленный), мг/см 1,14 (.металл)

Ванадий в виде /ОС1,-2Н20 в проMHijneHHOM растворе, НС1, мг/сн 0,071

и Тантал в виде ТаС15гв (промышленном ) растворе НС1, мг/см

0,017 - Рутений в виде 0,58 - RuClj-SHoO , мг/си Образец 2. Титан в виде TiClj в (промышленном ) растворе НС1, мг/см

1,0б (металл) Тантал в виде TaCl5 в (промышленном ) растворе НС1 , мг/см

0,088 - Олово в виде 0,088 - SnCU 5Н20, мг/см Рутений в виде RuCI -SHjO, мг/см 0,53 - 0{ )разец 3,

Титан в виде TIClj в (промышленном ) растворе НС1, мг/см

0,9б (металл) Лантан в виде L.i(N03)3-8420, мг/см 0,071 Олово в виде

.ЗпСЦ-ЗНаО, мг/см 0,25 Рутений в виде

ЯнСТзЗНоО, мг/см П,53 - Образец ч Титан в виде TiClj в (промыишенном ) растворе НС1, мг/см i 1,07 (меташ Хром в виде

Сг(МОз)-8Н20, мг/см 0,088 - Олово в виде ЯпС145Н20, мг/см

0,088 - Рутений в виде

КиС1з-ЗН20, мг/см

II 0,53

Образец Титан в виде TiCl3 в (промышленном ) растворе НС1, мг/см

0,088мйталл Алюминий в виде

AlCljSH O, мг/см 0,088 - Олово в виде

SnCl4-5Н20, мг/см 0,088-иР тений в виде

RuCb-3H20, мг/см 0,071 образец приготавливают таим образом, что сначала смешивают

соль рутени  в промышленном растворе сол ной кислоты TiClj, а затем добавл ют перекись водорода в том количестве , которого достаточно, чтобы получить изменение окраски от синей до красной. Затем в эту смесь добавл ют другие соли в упом нутых пропорци х и 0,56 М изопропилового спирта на кажднй миллиграмм всех металлов. П ть

смесей нанос т на п ть отдельных титаноиых пластинок в виде п ти последующих покрытий. Теплова  обработка включает нагревание до в течение 10 мин после нанесени  каждого

последующего покрыти . После нанесени  последнего покрыти  следует окончательна  обработка при в течение 1ч.

Испытани  анода провод тс  в насыщенном растворе NaCl при 60°С и плотности электрического тока 1 А/см. Замерные потенциалы электрода дл  первого образца 1,2 В; дл  второго И ,АО В; дл  третьего 1,39 В, дл  чет-; вертого 1 ,(Ц В и дл  п того 1,39 В.

Пример 10. Подвергают испытани м четыре типа покрытий, каждое из которых состоит из смеси четырех компонентов, включа  соль благородного металла.

Образец 1

Титан в виде

TICI в (промышленном ) растворе

НС1, мг/см 0,7 (металл)

Лантан в виде

1а(МОз)Н,0,, мг/см 0,088 - Олово в виде

SnCl4 , мг/см 0,15 - Платина в виде

PtCl4-nH20, мг/см2

(промышленный) 0,85 - Образец 2

Титан в виде TiClj

в (промышленное)

растворе НС1, м мг/см 0,7 (металл)

Лантан в виде

1а(МОз)8Н20, мг/см 0,088 - . Олово в виде „

5пСЦ5Н20, мг/см 0,15 Родий в виде (,, мг/см 0,85

II Образец 3

Титан в виде Т1С1з в (про 1шленном) растворе НС1,мг/см 0,7 (металл).

Алюминий s виде

ЛКГзбИ О, мг/см 0,088 ( металл)

Олово в виде

5nCl4-5H20, мг/см 0,15 - Иридий в видеS

Cl4, мг/см 0,85 - Образец

Титан в виде ТлСТз

в (промышленном) „

растворе НС1 ,мг/см 0,7 (металл) Ю

Алюминий в виде

AlClj-SHjO, мг/см 0,088

Олово в виде

SnCl45H20, мг/см 0,15 - Палладий в В11де15

РаС1д, мг/см 0,85 - Указанные четыре смеси нанос т п ть отдельных титановых и на п ть дельных танталовых пластинок в вип ти последовательных покрытий. 20

Тепловую обработку после нанесени  каждого сло  и после нанесени  последнего сло  производ т аналогично примеру 9. Анодные потенциалы при тех же самых услови х, как и в предыдущих примерах, дают результаты: дл  первого образца 1 , В, дл  второго 1,85 В, дл  третьего 1,37 В и дл  четвертого 1,39 В.

Потери в весе образцов, подготовленных в соответствии с изобретением, определ ют при одинаковых рабочих услови х и сравнивают с потер ми в весе образцов с титановой основой, покрытых сплавом платины с иридием. Испытани  провод тс  в насыщенном растворе NaCI при и при плотности анодного тока 1 А/см. Полученные результаты приведены в таблице.

1597683816

Лормула изобретени титан, введенный в раствор в виде

Способ изготовлени  электрода дл  лее 50% от веса всех металлов, с поэлектрохимически х процессов путем следующей сушкой и термообработкой нанесени  на токоподвод щую основу 5 электрода, отличающийс  из пассивирующегос  металла, например тем, что, с целью повышени  стойкоститама , смешанного-раствора солей ти- ти электрода, раствор перед нанесенитана , металлов платиновой группы и ем на основу обрабатывают перекисью неблагородных металлов, содержащего водорода.

треххлористого титана в количестве бо

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Способ изготовления электрода для электрохимических процессов путем нанесения на токоподводящую основу из пассивирующегося металла, например титана, смешанного·раствора солей титана, металлов платиновой группы и неблагородных металлов, содержащего титан, введенный в раствор в виде треххлористого титана в количестве более 50% от веса всех металлов, с последующей сушкой и термообработкой электрода, отличающийся тем, что, с целью повышения стойкости электрода, раствор перед нанесением на основу обрабатывают перекисью водорода.