close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY10857

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2008.06.30
(12)
(51) МПК (2006)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
C 25B 11/00
ОКСИДНЫЙ ИРИДИЕВО-ТИТАНОВЫЙ ЭЛЕКТРОД
ДЛЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ
(21) Номер заявки: a 20070155
(22) 2007.02.15
(71) Заявитель: Учреждение образования
"Белорусский государственный технологический университет" (BY)
(72) Авторы: Великанова Ирина Алексеевна; Иванова Наталья Петровна;
Жарский Иван Михайлович (BY)
(73) Патентообладатель: Учреждение образования "Белорусский государственный технологический университет" (BY)
BY 10857 C1 2008.06.30
BY (11) 10857
(13) C1
(19)
(56) SU 1056911 A, 1983.
SU 1522783 A1, 1999.
RU 2005132644 A, 2006.
Великанова И.А. и др. Труды Белорусского государственного технологического университета. Серия III. Химия
и технология неорганических веществ,
2005: Вып. XIII. - С. 32-33.
EA 7032 B1, 2006.
SU 416925, 1974.
SU 514922, 1976.
WO 02/063068 A2.
US 5578175 A, 1996.
JP 2001-262388 A.
JP 2006-77319 A.
(57)
Оксидный иридиево-титановый электрод для электрохимических процессов, содержащий титановую основу и активное покрытие из оксидов иридия и титана, отличающийся тем, что дополнительно содержит промежуточный защитный слой из оксидов
иридия, а компоненты активного покрытия имеют следующее соотношение в пересчете на
металл, мол. %:
оксид иридия
40
оксид титана
60.
Изобретение относится к области технической электрохимии, в частности к изготовлению оксидно-иридиевых анодов на основе из титана.
Эти электроды могут использоваться в качестве нерастворимых анодов в процессах
выделения кислорода и хлора, в электродиализаторах для обессоливания воды, очистки
сточных вод от ионов металлов.
Электроды для проведения этих процессов должны обладать низкой величиной поляризации при заданной плотности тока, хорошей адгезионной и коррозионной устойчивостью.
Известен оксидный иридиево-титановый электрод, изготовленный путем термического разложения смеси солей, содержащей гексахлориридат аммония [1], либо раствора гексахлориридиевой кислоты в изопропиловом спирте [2], нанесенного на обезжиренную,
отшлифованную титановую поверхность. Операции нанесения иридийсодержащего раствора и термического разложения повторяют 5 раз. Затем электрод отжигают. Недостат-
BY 10857 C1 2008.06.30
ком изготовленного таким образом электрода является низкая механическая и адгезионная
прочность полученного оксидного иридиевого покрытия, связанная с наличием на межфазной границе основы с покрытием оксида титана.
Известен иридиево-титановый электрод, полученный гальваническим осаждением
иридия на титановую основу из раствора гексахлориридата аммония при плотности катодного тока 40 мА/см2 [3]. Недостатком полученного электрода является его низкое качество вследствие высокой пористости осадка иридия, непрочности сцепления иридия с
титаном. Крайне низкий выход по току иридия при гальваническом способе (0,05 %) делает этот способ экономически неэффективным.
Наиболее близким к заявляемому электроду по достигаемому результату является
электрод, содержащий электропроводную основу из вентильного металла с нанесенной на
ее поверхность активной массой, содержащей оксид иридия, оксид вентильного металла и
оксид олова [4]. Недостатком известного электрода является высокая поляризация анодных реакций, что приводит к значительным затратам электроэнергии.
Задачей предполагаемого изобретения является снижение энергозатрат при электролизе хлоридных растворов, снижение расхода благородного металла.
Для достижения поставленной задачи предложен оксидный иридиево-титановый электрод для электрохимических процессов, содержащий титановую основу и активное покрытие из оксидов иридия и титана, при этом электрод дополнительно содержит
промежуточный защитный слой из оксидов иридия, а компоненты активного покрытия
имеют следующее соотношение в пересчете на металл, мол. %:
иридий
40
титан
60.
Изобретение поясняется выполнением конкретных примеров.
Пример 1.
Образец титановой фольги толщиной 0,5 мм подвергают обезжириванию в растворе
10-15 г/л Na2CO3 в течение 10 мин при температуре 40-60 °С и травлению в смеси серной
(10 % мас.) и плавиковой (2 % мас.) кислот в присутствии пероксида водорода (4 % мас.) в
течение 2-3 мин при температуре 20-25 °С. На подготовленной таким образом титановой
основе формируют промежуточный защитный слой из оксидов иридия (расход иридия
1 г/м2). Для этого на титановую основу методом полива наносят раствор 0,05 моль/л гексахлориридиевой кислоты из расчета 0,1 л на 1 м2, затем высушивают при температуре
120 °С и подвергают терморазложению при температуре 350 °С в течение 5 мин. На полученный таким образом промежуточный защитный слой наносят активное покрытие (расход иридия 3 г/м2). Для этого готовят раствор, соотношение компонентов по металлу в
котором равно соотношению компонентов в требуемом покрытии.
Например, для получения покрытия состава, мол. % по металлу (образец 1, таблица):
иридий
10
титан
90
необходимо приготовить раствор следующего состава, моль/л:
гексахлориридиевая кислота
0,05;
хлорид титана (IV)
0,45.
Для предотвращения гидролиза хлорид титана (IV) в растворе поддерживают концентрацию соляной кислоты не менее 3 моль/л, а срок хранения раствора не превышает 3 суток.
Полученный раствор наносят методом полива на поверхность титановой основы с уже
сформированным защитным слоем, высушивают при температуре 120 °С и подвергают
терморазложению при температуре 350 °С в течение 5 мин. Таким образом наносят 8 слоев; средний расход раствора составляет 1,6 л/м2. Затем электрод подвергают заключительному обжигу при температуре 450 °С в течение 30 мин.
Изготовленный электрод подвергался испытаниям на величину анодного потенциала.
2
BY 10857 C1 2008.06.30
Условия испытаний: раствор хлорида натрия 30 г/л при температуре 20 °С и анодной
плотности тока 0,01 А/см2.
Результаты испытаний электродов, полученных аналогичным примеру 1 способом, но
с изменением соотношений компонентов в активном покрытии, сведены в таблицу.
Состав покрытия, мол. %
Потенциал анода, В
иридий
титан
олово
1
10
90
1,56
2
20
80
1,34
3
30
70
1,27
4
40
60
1,21
5
50
50
1,20
прототип
70,6
6,8
22,6
1,42
На основании данных таблицы можно определить электрод с оптимальным составом
активного покрытия, мол. % по металлу:
иридий
40
титан
60.
Таким образом, использование предлагаемого электрода позволяет снизить потенциал
электрода по сравнению с известным электродом на 17 %.
Предлагаемый оксидный иридиево-титановый электрод может быть рекомендован с
целью внедрения на предприятиях Республики Беларусь в качестве нерастворимого анода
для электрохимических процессов.
№
Источники информации:
1. J. Electrochem. Soc. - 1970. - V. 117. - P. 1333-1335.
2. Электрохимия. - 1991. - Т. 27. - С. 461-475.
3. J. Electroanal. Chem. - 1990. - V. 279. - Р. 283-290.
4. Патент SU 1056911, МПК C 25B 11/00, 1983 (прототип).
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
3
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
77 Кб
Теги
патент, by10857
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа