199574. lajstromszámú szabadalom • Eljárás alkálikloridos vizes oldatok elektrolíziséhez használható elektród előállítására
HU 199574 B lemezként perforációval vagy anélkül, kiképezhető továbbá rúdkéht, hálóként, rácsként vagy egyszerű fémtestként. Az elektród alapjának a bevonata titán-, iridium-, és ruténiumdioxid keverékéből van kiképezve. A találmány szerint a fent említett fémoxidok esetében a titándioxid mólaránya az iridium- és ruténiumdioxid összegéhez viszonyítva (1:1) — (3:1) tartományban lehet úgy, hogy az iridiumdioxid és a ruténiumdioxid mólaránya (0,75:1) — (3:1). A fent említett arányok teszik lehetővé, hogy a találmány szerinti bevonattal ellátott elektród kétszeres megbízhatósággal és kétszeres élettartammal üzemeltethető még akkor is, ha egyidejűleg fejlődik oxigén és klór. A bevonattal elérhető az anódpotenciál értéke tartós elektrolízis során is stabilan tartható. Még a feltalálók számára is váratlan volt az a megállapítás hogy az elektród ellenállóképességét és stabilitását a ruténiumdioxidnak részben iridiumdioxiddal való kiváltásával, illetőleg a mólarányok változásával jelentősen növelni lehet. A fémoxid bevonatoknak, mint például a titándioxid és a platinacsoport oxidjai, igen nagy a korrózió-ellenállóképessége, és ez az egyszerű tény az, ami lehetővé teszi azt, hogy egy adott öszszetételben egymással kiválthatók. Ha a fenti fémoxidok szabadon is jelen vannak, az a nemesfém veszteséget növeli. Ha azonban például az iridiumdioxid az elektród aktív anyagába is behatol, a korrózióellenállóképességét még akkor is növeli, ha az elektrolízis során egyszerre képződik oxigén és klór, mivel az iridium az oxigénnel illékony vegyületet nem képez. Az iridiumdioxid hatása akkor tűnt különösen jelentősnek, ha egyidejűleg ruténiumdioxidot is tartalmazott a bevonat, mivel ekkor tűnt először lehetségesnek az, hogy szilárd oldatok képződjenek a bevonat teljes tartományában úgy, hogy a bevonat ellenállóképessége jelentősen növekedjen az elektrolízis során. Emellett javultak az elektróda villamos paraméterei is. Az iridiumdioxid és a ruténiumdioxid mólaránya (0,75:1) — (3:1) célszerű, mert ebben a tartományban az elektród villamos aktivitása maximális és az elektród bevonatnak az ellenállóképessége optimális. Hangsúlyozni szeretnénk azt, hogy az ellenállóképesség azoknál az elektrolíziseknél, ahol egyébként oxigén képződik, különösen előny, és ez az ahol az individuális ruténiumdioxid gyakorlatilag instabil. Ha a titándioxidnak mólarányát az iridium és ruténiumdioxid összegéhez 1:1 -nél kisebbre vesszük, akkor az elektrolízis során megnőnek a nemesfém veszteségek, valószínűleg azért, mert iridium- és ruténiumdioxid válik szabaddá. Ha a titándioxid mólarányát az iridium- és ruténiumdioxid együtteséhez 3:1-nél nagyobbra választjuk, akkor a bevonatnak a villamos aktivitása, valószínűleg a vezetőképesség meg5 4 változása miatt, amely abból adódik, hogy a titándioxid n-típusú félvezetőt képez, lecsökken. Ha az iridiumdioxid mólarányát a ruténiumdioxidhoz (0,75:1)-nél kisebbre választjuk, akkor a bevonatnak az ellenállóképessége az oxigénfejlődéssel szemben jelentősen lecsökken, ha pedig a mólarányt (3:1)nél nagyobbra választjuk, akkor a bevonatnak a tapadóképessége romlik. A találmány szerinti elektród önmagában ismert technológiákkal előállítható. Előállítható például úgy, hogy az elektród titánalapra zsírtalanítjuk, maratjuk, majd lágyítóvizben megmossuk és megszárítjuk. Az előkészített titánalapra visszük fel az aktív bevonatot, amelyet szintén különböző módszerekkel vihetünk fel. Az egyik ilyen módszer lehet az, hogy a bevonatot előkészítjük úgy, hogy az termikusán bontható formában tartalmazza az aktív bevonat képező irídiumot, ruténiumot és titánt. Miután ezt a szilárd oldatot az alapra felvittük, az elektródot megszárítjuk, majd pedig magas hőmérsékletre izzítjuk. A hő hatására az iridium, ruténium és titán keveréke szétbomlik és a megfelelő fémoxidok keverékévé alakulnak át. A bevonatot célszerű többrétegben felvinni és mindegyik réteget a fent leírt technológiával viszszük. A rétegeknek a száma attól függ, Hogy mekkora kell annak az aktív bevonatnak a tömege legyen, amelyet egy felületegységre fel kell vinni. Egy másik ismét módszer, amely szerint az aktív bevonatot az elektród alapjára fel lehet vinni, az oxidkeveréknek elektronsugaras megmunkálása, amely oxidkeveréket előzetesen szedimentációval vittek fel az áramvezető alapnak a felületére. E szerint a technológia szerint az őrölt titán, iridium és ruténiumdioxidoknak a keverékét alkoholban vagy acetonban történt ülepítéssel titánalapra kicsapatjuk, amely az edénynek az alján található. Az elektród a kicsapatott porral szárításra kerül, majd izzítjuk. Az így kapott próbadarabot ezután vákuumkamrába helyezzük és a vákuumkamrában elektronsugárral kezeljük. A kapott bevonat összetételének az analízisét például kémiai-analitikus módszerekkel határozhatjuk meg úgy, hogy az alapról lefejtjük a bevonatréteget és a bevonat darabjait összeolvasztjuk alkáliákkal, illetőleg alkálioxidokkal, feloldjuk, és ezt követően kémiai-analitikai módszerekkel, önmagában ismert eljárással kvantitatív analízist végzünk. 1. példa Az 1. példában előállított elektród aktív bevonattal van ellátva, amely aktív bevonatnak az összetétele: 70,8 mól% — Ti02, 12,5 mól% Ir02, 16,7 mól% —Ru02 és ahol a titándioxid mólaránya az (Ir02-|-Ru02)höz 2,44:1 és az Ir02 aránya a Ru02-höz pedig 0,75:1. Ezt az elektródot a következőkép-6 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
