Склад активного шару металооксидного електрода для електролізу розчинів хлоридів

Склад активного шару металооксидного електрода для електролізу розчинів хлоридів лужних металів на основі оксиду кобальту С03О4, який відрізняється тим, що додатково містить оксид титану ТіОг у співвідношенні компонентів С0 3 О 4 ТЮ 2 =5 4 1 2 Корисна модель відноситься до галузі електрохімічних виробництв, а саме до електродів для електролізу розчину хлоридів лужних металів і може бути використаний при електросинтезі гипохлорита натрію, виробництві хлору і каустичної соди та інших електрохімічних процесах у хлоридних розчинах Металооксидні аноди, активний шар яких складається з оксиду кобальта СО3О4, використовуються для електролізу розчинів хлоридів лужних металів Вони мають високу каталітичну активність й селективність по відношенню до реакції виділення хлору Одним із головних недоліків таких електродів є відносно мала корозійна СТІЙКІСТЬ при промислових густинах струму Відомий спосіб виготовлення оксиднокобальтового електрода для електролізу розчинів хлоридів, що складається з електропровідної основи, наприклад титана, і активної маси з оксидних сполук кобальту, близьких за складом до СоО(ОН) і СоОгН, що нанесені електрохімічним методом із водних розчинів солей кобальту [Способ изготовления электрода А с №431900 СССР, МКИ 4 В01 КЗ/06/ Коханов и др ] Однак оксидні покриття отримані таким чином мають слабу адгезію до основи й малу корозійну СТІЙКІСТЬ при промислових густинах струму 500-5000 А/м Окрім цього, нанесення пдрокисида кобальта на метали, що пасивуються наприклад, титан, без нанесення допоміжного струмопровідного шару утруднено Найбільш близьким до запропонованого є склад [Способ изготовления электрода для электрохимических процессов А с №492301 СССР, МКИ В01КЗ/06/Коханов и др ] оксид нокобальтово го активного шару, що містить Со3О4, отриманого термічним розкладом розчиних сполук кобальту на струмопровідній основі У якості основи можливе використання титану або графіту Для покращення зчеплення активної маси з основою електрод виконують із додатковим струмопровідним шаром Такий шар може складатися з металів платинової групи та їх оксидів, з оксидів металів платинової групи або суміші оксидів платинових металів з оксидами інших металів Це запобігає пасиваци матеріалу основи якщо и виконано з титану Недоліками прототипу є 1) Недостатньо висока корозійна СТІЙКІСТЬ отриманого таким способом оксиднокобальтового покриття, 2) для промислового використання потрібно багаторазове повторення операції термічного розкладу з метою досягнення значної товщини покриття В основу корисної моделі поставлено задачу вдосконалення складу оксиднокобальтового покриття шляхом введення в його склад компоненту що підвищить корозійну СТІЙКІСТЬ активного шару і водночас не вплине на високу каталітичну активність С03О4 Поставлена задача вирішується тим, що в склад покриття було введено оксид титану ТіО 2 у співвідношенні СО3О4Я1О2 - 5А}-1/2 Введення ТіО 2 в состав активного шару здійснюється термічним розкладом покривного розчину, що містить розчинні сполуки кобальту й титану В якості основи використовували титан з допоміжним тонким оксидним рутенійово-титановим струмопровідним шаром Для отримання стабільного при промислових густинах струму CM о 1^ 7072 електрода, операції нанесення покривного розчину і термічного розкладання повторювали ще ДВІЧІ Приклади, що демонструють використання корисної моделі у процесі бездіафрагмового електролізу розчину NaCI наведені в таблиці. Як видно з прикладів 1 і 2, запропонований склад активного шару має такі ж високі каталітичні властивості й селективність по відношенню до реакції виділення хлору як і прототип, тобто введення інертного Т1О2 суттєво не вплинуло на перебіг анодної реакції Єдиною ВІДМІННІСТЮ Є більший анодний потенціал запропонованого електрода Збільшення потенціалу аноду на 40-60 мВ не є значним і пояснюється більш значним омічним падінням напруги в активному шарі Головною перевагою корисної моделі є значне зменшення швидкості корозійного руйнування активного шару. Як видно з прикладів 3 і 4, в умовах бездіафрагмового електролізу розчину NaCI корозійна стійкість запропонованого електроду в 4,3 рази вища за прототип Таким чином введення Т1О2 в склад активно шару оксид но кобальтових анодів дозволяє отримати корозійне стійкі та каталітичне активні оксидні кобальт-титанові аноді, що можуть використовуватися при електролізі розчинів хлоридів лужних металів різної концентрації Таблиця Результати застосування запропонованого активного шару прототипу в процесах електролізу водних розчинів хлориду натрію Склад активного шару електродів (мас %) Склад електроліту, умови прове1 2 3 4 дення і головні параметри процеСо3О4-50,1 ТіОг- СозОИОО (про- Со3О4-50,1 ТЮ 2 СозСм-ЮО су 49,9 49,9 тотип) (прототип) Товщина оксидного шару, мкм 4 6 5 8 Концентрація NaCI, г/дм^ 120 120 1,17 1,17 Анодна густина струму, А/м^ 1000 1000 75 75 Температура, К 316 316 293 293 рН електроліту 10,2 10,2 9,3 9,3 Потенціал анода, В н.в є. 1,525 1,419 1,364 1,473 Концентрація NaCIO, г/дмл 0,57 0,55 11,5 11,2 Тривалість процесу, год 4 4 600 600 Ваговий показник корозії, г/Агод 1,810" 7,810 D Комп'ютерна верстка М. Клюкін Підписне Тираж 28 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м Київ, МСП, 03680, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул Глазунова, 1, м. Київ - 42, 01601