Оксидный иридиево-титановый электрод для электрохимических процессов

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ ОКСИДНЫЙ ИРИДИЕВО-ТИТАНОВЫЙ ЭЛЕКТРОД ДЛЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ(71) Заявитель Учреждение образования Белорусский государственный технологический университет(72) Авторы Великанова Ирина Алексеевна Иванова Наталья Петровна Жарский Иван Михайлович(73) Патентообладатель Учреждение образования Белорусский государственный технологический университет(56)1056911 , 1983.1522783 1, 1999.2005132644 , 2006. Великанова И.А. и др. Труды Белорусского государственного технологического университета. Серия . Химия и технология неорганических веществ,2005 Вып. . - С. 32-33.7032 1, 2006.416925, 1974.514922, 1976.02/063068 2.5578175 , 1996.2001-262388 .2006-77319 .(57) Оксидный иридиево-титановый электрод для электрохимических процессов, содержащий титановую основу и активное покрытие из оксидов иридия и титана, отличающийся тем, что дополнительно содержит промежуточный защитный слой из оксидов иридия, а компоненты активного покрытия имеют следующее соотношение в пересчете на металл, мол.оксид иридия 40 оксид титана 60. Изобретение относится к области технической электрохимии, в частности к изготовлению оксидно-иридиевых анодов на основе из титана. Эти электроды могут использоваться в качестве нерастворимых анодов в процессах выделения кислорода и хлора, в электродиализаторах для обессоливания воды, очистки сточных вод от ионов металлов. 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. Недостат 10857 1 2008.06.30 ком изготовленного таким образом электрода является низкая механическая и адгезионная прочность полученного оксидного иридиевого покрытия, связанная с наличием на межфазной границе основы с покрытием оксида титана. Известен иридиево-титановый электрод, полученный гальваническим осаждением иридия на титановую основу из раствора гексахлориридата аммония при плотности катодного тока 40 мА/см 2 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 высокая поляризация анодных реакций, что приводит к значительным затратам электроэнергии. Задачей предполагаемого изобретения является снижение энергозатрат при электролизе хлоридных растворов, снижение расхода благородного металла. Для достижения поставленной задачи предложен оксидный иридиево-титановый электрод для электрохимических процессов, содержащий титановую основу и активное покрытие из оксидов иридия и титана, при этом электрод дополнительно содержит промежуточный защитный слой из оксидов иридия, а компоненты активного покрытия имеют следующее соотношение в пересчете на металл, мол.иридий 40 титан 60. Изобретение поясняется выполнением конкретных примеров. Пример 1. Образец титановой фольги толщиной 0,5 мм подвергают обезжириванию в растворе 10-15 г/л 23 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 слой из оксидов иридия (расход иридия 1 г/м 2). Для этого на титановую основу методом полива наносят раствор 0,05 моль/л гексахлориридиевой кислоты из расчета 0,1 л на 1 м 2, 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/м 2). Для этого готовят раствор, соотношение компонентов по металлу в котором равно соотношению компонентов в требуемом покрытии. Например, для получения покрытия состава, мол.по металлу (образец 1, таблица) иридий 10 титан 90 необходимо приготовить раствор следующего состава, моль/л гексахлориридиевая кислота 0,05 хлорид титана 0,45. Для предотвращения гидролиза хлорид титанав 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 средний расход раствора составляет 1,6 л/м 2. Затем электрод подвергают заключительному обжигу при температуре 450 С в течение 30 мин. Изготовленный электрод подвергался испытаниям на величину анодного потенциала. 2 10857 1 2008.06.30 Условия испытаний раствор хлорида натрия 30 г/л при температуре 20 С и анодной плотности тока 0,01 А/см 2. Результаты испытаний электродов, полученных аналогичным примеру 1 способом, но с изменением соотношений компонентов в активном покрытии, сведены в таблицу. Состав покрытия, мол.Потенциал анода, В иридий титан олово 1 10 90 1,56 2 20 80 1,34 3 30 70 1,27 4 40 60 1,21 5 50 50 1,20 прототип 70,6 6,8 22,6 1,42 На основании данных таблицы можно определить электрод с оптимальным составом активного покрытия, мол.по металлу иридий 40 титан 60. Таким образом, использование предлагаемого электрода позволяет снизить потенциал электрода по сравнению с известным электродом на 17 . Предлагаемый оксидный иридиево-титановый электрод может быть рекомендован с целью внедрения на предприятиях Республики Беларусь в качестве нерастворимого анода для электрохимических процессов. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3