[發明專利]一種用于鹽酸電解的活性陰極及其制備方法

無效

• 申請號: 200710304708.6
• 申請日: 2007-12-27
• 公開（公告）號: CN101469433A
• 公開（公告）日: 2009-07-01
• 發明（設計）人: 陸崖青;張良虎;劉怡;于昕;王榮君;王銳;劉士華
• 申請（專利權）人: 中國藍星（集團）股份有限公司;藍星(北京)化工機械有限公司
• 主分類號: C25B11/06
• 分類號: C25B11/06
• 代理公司: 北京市德權律師事務所
• 代理人: 李 偉

技術領域

本發明涉及一種活性陰極，特別是涉及一種用于鹽酸電解的活性陰極，而且還涉及這種活性陰極的制備方法。

背景技術

現有技術文獻中記載了許多用于鹽酸電解的陰極，如：a碳基陰極，是在碳基上涂覆有具催化活性的材料而制得的陰極；B陰極由耐腐蝕基材構成，并且在其上使用了一種電化學活性的涂層；c在導電基材通過熱噴涂將具有電化學活性的粉末涂到載體上等等。針對傳統陰極進行的實驗表明，在經過了較短的一段使用時間后，載體的活化層就會發生剝落。原因在于，一方面載體和活化層之間的結合力差，另一方面在活化層和載體之間發生了腐蝕，這種腐蝕使得活化層與載體之間的結合狀況更加惡化，從而導致陰極涂層的破壞。

另外還有一種陰極它是在涂覆催化活性層之前在陰極上設置一特殊的中間層，此中間層由碳化鈦和硼化鈦組成并通過火焰噴涂或等離子噴涂涂覆到載體上，此電極具有很好的穩定性，但制造工藝較為復雜。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種用于鹽酸電解的活性陰極，該活性陰極性能穩定，使用壽命長，基材與活性涂層的結合力好，涂層分布均勻，并且該活性陰極的制造工藝簡單。

為解決上述技術問題，本發明提供了一種用于鹽酸電解的活性陰極，其中，在金屬基體上涂敷有活性涂層，優選為鈦、鎳或鈦鈀合金金屬基體，該活性涂層包括：元素周期表中VIII族金屬鹽中的一項或幾項，優選為鈷、鎳、鋅、釕、鎘、銥或鉑鹽，其中金屬含量為50～100克/升；元素周期表中IV族金屬鹽中的一項或幾項，優選為鈦鹽，其中金屬含量為0～90克/升；無機酸，優選為鹽酸或硫酸，濃度為50～100克/升。

上述用于鹽酸電解的活性陰極，其中，所述活性涂層的厚度為10μm～30μm。

本發明還提供了一種上述活性陰極的制備方法，包括如下步驟：

a)預處理，將金屬基體表面除油；

b)配制活性涂層；

c)熱解離，將活性涂層涂敷于金屬基體上，在含有氧氣的氛圍中燒敷和燒成。

上述活性陰極的制備方法，其中，所述步驟a)還包括退火處理，退火溫度為400～750℃，處理時間為1～2小時。

上述活性陰極的制備方法，其中，所述步驟a)在退火處理后還包括化學侵蝕處理，所用酸為10克/升～60克/升重量的硫酸，溫度為50℃至沸騰，接觸時間為1～4小時。

上述活性陰極的制備方法，其中，所述步驟c)的熱解離條件為：

干燥：溫度20～200℃時間5～30分鐘；

燒敷：溫度300～600℃時間10～50分鐘；

燒成：溫度400～700℃時間10～120分鐘。

本發明的用于鹽酸電解的活性陰極，性能穩定，具有良好的節電效果和較長的使用壽命，并且制造工藝簡單，涂層分布均勻。

具體實施方式

下面結合實施例詳細描述本發明。

實施例1

用去油劑將鈦網(基材)表面的油污除去，在顯微鏡下可直接觀察到其粗糙度。然后進行退火處理，處理溫度為400℃，處理時間為2小時。經退火后在70℃、30克/升重量的硫酸溶液中放置3小時，取出該金屬網，用清水沖洗，清除殘留酸液。

然后上述試樣被金屬氧化物活化，此金屬氧化物是把以下組成的活性涂層在爐中熱分解而得到的。

配制活性涂層：

三氯化釕??????70克/升；

四氯化鈦??????68克/升；

鹽酸??????????70克/升。

在40℃干燥30分鐘以后，將試樣放在爐中以400℃加熱15分鐘，然后冷卻至室溫。

上述步驟重復多次，以獲得氧化物含量在15～30克/平方米的表面覆蓋層，涂層厚度為10μm，可以由X射線熒光加以確定。

將上述燒敷完的試片在400℃下燒成50分鐘。

實施例二

用去油劑將鈦網(基材)表面的油污除去，在顯微鏡下可直接觀察到其粗糙度。然后進行退火處理，處理溫度為600℃，處理時間為1.5小時。經退火后在50℃、60克/升重量的硫酸溶液中放置1小時，取出該金屬網，用清水沖洗，清除殘留酸液。

然后上述試樣被金屬氧化物活化，此金屬氧化物是把以下組成的活性涂層在爐中熱分解而得到的。

配制活性涂層：

三氯化釕??????50克/升；

四氯化鈦??????90克/升；

鹽酸??????????50克/升。