Электролит для получения кислородных вольфрамовых бронз

 

Изобретение относится к области электрохимических производств. Техническим результатом изобретения является увеличение времени разряда кислородных бронз. Согласно изобретению электролит для получения кислородных вольфрамовых бронз включает оксид натрия, триоксид вольфрама и триоксид молибдена при следующем соотношении ингредиентов, мол.%: оксид натрия 7,5-17,5; триоксид вольфрама 20,0-89,5; триоксид молибдена 0,5-64,0. 4 пр.

Предлагаемое изобретение относится к области химических и электрохимических производств и может быть использовано при синтезе электродных материалов, катализаторов электрохимического восстановления кислорода в топливных элементах.

Известен электролит, содержащий оксид натрия и триоксид вольфрама, для получения натрий-вольфрамовых бронз состава Me_x WO₃ (где x - отношение числа атомов натрия к числу атомов вольфрама) H.R.Shanks, Crystall growth, 13/14, 433, 1972 г.; J.P.Randin, El. Chem. Acta, 19, 11, 745, 1974 г.

Наиболее близким по технической сущности является электролит, изученный в работе J.P.Randin J. El. Chem. Soc., 120, 10, 1325, 1975 г., где показано, что натрий-вольфрамовые бронзы можно получать при температурах 650-1000°C и при соотношении компонентов, мол.%:

Na₂O 47,5-12,5

WO₃ 52,5-87,5

Недостаток такого электролита заключается в том, что натрий-вольфрамовые бронзы, полученные из него, обладают небольшим временем разряда при использовании их в качестве катодного материала высокотемпературных источников тока. Время разряда составляет 1,5 минуты.

Целью предлагаемого изобретения является создание электролита, из которого можно при электролизе получить кислородные вольфрамовые бронзы, обладающие более длительным временем разряда, чем известные. Поставленная цель достигается тем, что в известный электролит, содержащий оксид натрия и триоксид вольфрама, добавляют триоксид молибдена при следующем соотношении компонентов, мол.%:

Na₂O7,5-17,5 WO₃ 0,5-64,0 MoO₃ 20-89,5

Из такого электролита при температурах (550-720°C) получают кислородные вольфрамовые бронзы состава Na_xMo_yW_1-yO₃ с более длительным временем разряда при использовании их в качестве катодного материала высокотемпературных источников тока. При добавке триоксида молибдена менее 20 мол.% получают не бронзы, а оксиды молибдена и вольфрама, а более 89,5 мол.% - триоксид молибдена нельзя растворить в электролите в указанном температурном интервале.

Пример 1. Берут расплав, содержащий 10 мол.% Na₂O и 0,5 мол.% триоксида вольфрама. К нему добавляют 89,5 мол.% триоксида молибдена. Смесь подвергают электролизу при температуре 580°C в течение 12 часов с использованием платиновых электродов. Плотность катодного тока поддерживают 100 мА/см². На катоде получают сине-фиолетовую бронзу состава Na_0,11 Mo_0,75W_0,25O₃. Время разряда составляет 6 минут.

Пример 2. Берут расплав, содержащий 7,5 мол.% Na₂O и 17,5 мол.% триоксида вольфрама. К нему добавляют 75,0 мол.% триоксида молибдена. Смесь подвергают электролизу при температуре 690°C в течение 4 часов. Плотность тока поддерживают 300 мА/см².

На катоде получают сине-фиолетовую бронзу состава Na_0,05Mo _0,75W_0,25O₃. Время разряда составляет 6 минут.

Пример 3. Берут расплав, содержащий 17,5 мол.% Na₂O и 27,5 мол.% триоксида вольфрама. К нему добавляют 55,0 мол.% триоксида молибдена. Смесь подвергают электролизу в течение 6 часов при температуре 680°C и плотности тока 100 мА/см². На катоде получают черно-синюю бронзу состава Na_0,33Mo_0,20W_0,80O ₃. Время разряда составляет 5,5 минут.

Пример 4. Берут расплав, содержащий 16,0 мол.% Na₂O и 64,0 мол.% триоксида вольфрама. К нему добавляют 20,0 мол.% триоксида молибдена. Смесь подвергают электролизу в течение 3 часов при температуре 710°C и плотности тока 100 мА/см² . На катоде получают темно-синюю бронзу состава Na_0,18 Mo_0,11W_0,89O₃. Время разряда составляет 5 минут.

Таким образом из предложенного электролита можно получать кислородные вольфрамовые бронзы с временем разряда в 3-4 раза больше, чем бронзы, полученные из прототипа, что позволит увеличить срок работы источника тока.

Формула изобретения

Электролит для получения кислородных вольфрамовых бронз, включающий оксид натрия и триоксид вольфрама, отличающийся тем, что, с целью увеличения времени разряда кислородных вольфрамовых бронз, он дополнительно содержит триоксид молибдена при следующем соотношении ингредиентов, мол.%: оксид натрия7,5-17,5 триоксид вольфрама 20,0-89,5 триоксид молибдена 0,5-64,0