close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY12215

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2009.08.30
(12)
(51) МПК (2006)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
BY (11) 12215
(13) C1
(19)
C 25B 11/00
АНОД ДЛЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ
(21) Номер заявки: a 20080490
(22) 2008.04.17
(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)
(56) SU 1056911 A, 1983.
Великанова И.А. и др. // Известия Национальной академии наук Беларуси.
Серия химических наук. - 2007. - № 3. С. 38-41.
JP 60251291 A, 1985.
US 4584084, 1986.
US 5098546 А, 1992.
RU 2045583 C1, 1995.
RU 2140466 C1, 1999.
BY 12215 C1 2009.08.30
(57)
Анод для электрохимических процессов, содержащий основу из вентильного металла
и активное покрытие из оксида иридия, оксида титана и оксида неблагородного металла,
отличающийся тем, что дополнительно содержит промежуточный защитный подслой из
оксида иридия, а активное покрытие в качестве оксида неблагородного металла содержит
оксид кобальта или оксид никеля при следующем соотношении компонентов, мол. %:
оксид иридия
10
оксид титана
40
оксид кобальта или оксид никеля
50.
Изобретение относится к области технической электрохимии, в частности к изготовлению оксидноиридиевых анодов на основе из титана.
Эти электроды могут использоваться в качестве нерастворимых анодов в процессах
выделения кислорода и хлора, электрохимического окисления щавелевой кислоты, гальванических процессах.
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. Недостатком
изготовленного таким образом электрода является низкая механическая и адгезионная
прочность полученного оксидного иридиевого покрытия, связанная с наличием на межфазной границе основы с покрытием запорного слоя из диоксида титана.
BY 12215 C1 2009.08.30
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 высокое перенапряжение
анодных реакций, что приводит к значительным затратам электроэнергии.
Задачей предлагаемого изобретения является снижение энергозатрат при электролизе
хлоридных растворов, снижение расхода благородного металла.
Для достижения поставленной задачи предложен анод для электрохимических процессов,
содержащий основу из вентильного металла и активное покрытие из оксида иридия, оксида титана и оксида неблагородного металла, при этом электрод дополнительно содержит
промежуточный защитный подслой из оксида иридия, а активное покрытие в качестве оксида неблагородного металла содержит оксид кобальта или оксид никеля при следующем
соотношении компонентов, мол. %:
оксид иридия
10
оксид титана
40
оксид кобальта или оксид никеля
50.
Основа может быть выполнена из титана, ниобия, тантала или циркония.
Изобретение поясняется выполнением конкретных примеров.
Пример.
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 подслой из оксида иридия (расход иридия 1 г/м2).
Для этого на титановую основу методом полива наносят раствор гексахлориридиевой кислоты концентрацией 0,05 моль/л 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. % (образец 4, таблица):
оксид иридия
10
оксид титана
40
оксид кобальта
50,
необходимо приготовить раствор следующего состава, моль/л:
гексахлориридиевая кислота
0,05
хлорид титана (IV)
0,20
нитрат кобальта
0,25.
Для предотвращения гидролиза хлорида 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.
Затем электрод подвергают заключительному обжигу при температуре 450 °С в течение
30 мин.
2
BY 12215 C1 2009.08.30
Изготовленный электрод подвергался испытаниям на величину анодного потенциала.
Условия испытаний: раствор хлорида натрия концентрацией 30 г/л при температуре
20 °С и анодной плотности тока 0,15 А/см2.
Результаты испытаний электродов, полученных аналогичным примеру способом, но с
изменением соотношений компонентов в активном покрытии, сведены в таблицу.
№
1
2
3
4
5
прототип
оксид
иридия
10
10
10
10
10
18,7
Состав покрытия, мол. %
оксид
оксид
оксид
титана
никеля
кобальта
90
90
90
40
50
40
50
34,3
-
оксид
олова
47,0
Перенапряжение, В
0,45
0,55
0,37
0,42
0,58
1,43
Таким образом, использование предлагаемого анода позволяет уменьшить перенапряжение процесса выделения хлора по сравнению с известным на 60 -70 %.
Аналогично примеру композиционный анод может быть изготовлен на основе из ниобия, тантала, циркония.
Предлагаемый анод 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. - P. 283-290.
4. Патент SU 1056911, МПК C 25B 11/00 // Бюл. № 43. - 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, by12215
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа