Способ изготовления активированного анода

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (11) 537I24

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 28.10.74 (21) 2070205/26 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 30,11.76. Бюллетень № 44

Дата опубликования описания 10.12.76 (51) М. Кл С 25В 11/00

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР (53) УДК 621.3.035..2 (088.8) ло делам изобретений и открытий, : 2) Авторы изобретения Р. Х. Бурштейн, В. H. Журавлева, Л. И. Кришталик, Ю. И. Крюков, Р. И. 1йосткова, А. Г. Пшеничников, Ф. 3. Сабиров, М. P. Тарасевич, В. П. Белокопытов, Ю, И. Головкин, H. П. Кузнецова, Я. С. Лапин и И. П. Наумов (71) Заявитель (54) СНОСОВ ИЗГОТОВЛЕНИЯ АКТИВИРОВАННОГО АНОДА

Изобретение относится к ооласзп тех»ической электрохимии, а именно к способам изготовления анодов для электролиза водных растворов щелочей, например для электролиза воды.

Применяемые в настоящее время аноды для промышленного электролиза воды представляют собой перфорированные стальные никелированные пластины или стальные никелированные сетки (1). Однако такие аноды имеют низкие электрохимические характеристики.

Известен способ изготовления анодов для электролиза нейтральных растворов солей и щелочей путем анодного окисления электропроводной подложки в водном растворе соли кобальта (2).

Недостаток этого способа заключается в сложности получения равномерного покрытия окислами кобальта электродов большого размера.

Известен также способ изготовления активировапных анодоз для электролиза путем формирования на поверхности металлической подложки слоя окислов, преимущественно со структурой шпинелей, одного или нескольких металлов — активаторов многократным нанесением на подложку раствора соли с последующей сушкой и нагреванием электрода до температуры разложения соли (3).

Недостатками указанного способа являются .л. жность технологии изготовления электро .менно многократное нанесение на подложку раствора соли металла — активатора и

5 сравнительно низкие электрохимические характеристики приготовленного по этому с»ососу анода для электролиза раствора щелочи.

Так, например, плотность тока на известном аноде с покрытием из окислов кобальта при

10 испытании в 30% КОН при 70 С и потенциала

+1,5 в (отн. н. в. э. в том же растворе) составляет приблизительно 1000 а/м- .

Целью изобретения является упрощение технологии изготовления и улучшение элек15 трохимических характеристик анода.

Зто достигается тем, что в известном способе, состоящем в предварительной обработке металлической подложки травлением, нане20 сенин на подложку раствора соли одного или нескольких металлов — активаторов, сушке и нагревании электрода до температуры разложения соли с образованием на поверхности подложки индивидуальных или смешанных

25 окислов со структурой шпинели, предлагается травление вести в присутствии перекиси водорода, взятой в количестве 1 — 5 вес %, а нанесение нг подложку указанного раствора соли осуществлять путем выдерживания под537124

Составитель Ю. Крюков

Техред М. Семенов

Корректор И. Позняковская

Редактор T. Пилипенко

Заказ 2693/17 Изд. М 1829 Тираж 1077 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 475

Типография, пр. Сапунова, 2 ложки в кипящем растворе соли в течение

20 — 60 мин, Пример 1. Стальную никелированную пластину или сетку промышленного изготовления, которые применяются в качестве анодов при электролизе растворов щелочи, подвергают пескоструйной обработке и обезжириванию. Затем электрод обрабатывают 50%ным раствором серной кислоты, содержащим

3% перекиси водорода, и промывают водой. 10

После этой подготовки электрод выдерживают в кипящем растворе азотнокислого кобальта (300 г/л) в течение 45 мин. После сушки при 50 С электрод прогревают при температуре 350 С. 15

В результате указанной обработки электрода на его поверхности образуется кобальтит кобальта (Соз04), служащий катализатором реакции выделения кислорода.

Плотность тока при потенциале +1,50 в 20 (н.в.э. в том же растворе) в 30% КОН при

70 С на электроде из никелированной стальной сетки, активированной предлагаемым способом, равна 2000 а/м .

Пример 2. Никелевую пластину, подго- 25 товленную как в примере 1, обрабатывают описанным в примере 1 способом в растворе, содержащем 150 г/л азотнокислого никеля и 300 г/л азотнокислого кобальта. После сушки электрод прогревают при температуре 30

350 С.

В результате указанной обработки электрода его поверхность покрывается кобальтитом никеля (МСОз04), служащим катализатором реакции выделения кислорода. 35

Плотность тока при потенциале +1,50 в (н. в.э. в том же растворе) на активированном предлагаемым способом электроде из никелевой пластины в 30 /о КОН при 70 С равна -2000 а/м . 40

Пример 3. Пористый электрод из карбонильного никеля с 25 /о бикарбоната аммония в качестве порообразователя (фракция 28—

50 меш), спрессованный под давлением

1 т/см, спекают при 650 С в водороде в те- 45 чение 0,5 час. Затем электрод обрабатывают как указано в примере 1.

При электрохимическом испытании активированных предлагаемым способом пористых электродов в 30 /о КОН при 80 С получена плотность тока -5000 а/м при потенциале

+1,50 в.

По сравнению с известными предлагаемый способ обладает следующими преимуществами: отпадает необходимость многократного нанесения раствора на подложку в процессе активации электрода; плотность тока на электродах, изготовленных предлагаемым способом, в 2 — 2,2 раза превышает плотность тока на известных электродах при одинаковом значении потенциала; применение предлагаемых электродов в электролизере позволяет повысить его производительность более, чем в 2 раза без увеличения габаритов.

Формула изобретения

Способ изготовления активированного анода для электролиза водных растворов щелочи путем предварительной обработки металлической подложки травлением, нанесения на подложку раствора соли одного или нескольких металлов — активаторов, сушки и нагревания электрода до температуры разложения соли с образованием на поверхности подложки индивидуальных или смешанных окислов со структурой шпинели, отличающийся тем, что, с целью упрощения технологии изготовления и улучшения электрохимических характеристик анода, травление ведут в присутствии перекиси водорода, взятой в количестве 1 — 5 весу /0, а нанесение на подложку указанного раствора соли осуществляют путем выдерживания подложки в кипящем растворе соли в течение 20 — 60 мин, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе изобретения:

1. Якименко Л. М. и др. Электролиз воды, М., «Химия», 1970, с. 130 — 131, 2. Патент США № 3399966, кл. 23 — 183, 1966.

3. Патент Франции № 2112388, кл. В Olk

1/00, 1972 (прототип).