199575. lajstromszámú szabadalom • Elektrolízisnél alkalmazható elektródok és eljárás azok előállítására
nu 133ÜÍO D ruténium- és titán-dioxid kristályos szerkezetéhez. Az ón-dioxid nagy mennyisége (30— 60 mól%) nem bontja meg a köpeny szerkezetét. Valószínűleg így magyarázható az a tény, hogy az ón-dioxid alkalmazása a ruténium-dioxid helyett (lásd a hasonló célú korábbi köpenyek leírását) a köpeny korrózióállóságának csökkentése nem okozza és az elktrolízisnél bekövetkező ruténium-dioxid-veszteséget csökkenti. A köpenyben lévő ón átveszi az aktív centrum szerepét a ruténiumtól, így az ón-dioxid nagyobb mennyiségénél és egyidejűleg a ruténium-dioxid mennyiségének megfelelő csökkentésénél az aktív köpeny katalitikus tulajdonságai nem romlanak, hanem kismértékben javulnak. Az ón-dioxid 30 mól% alatti alkalmazása nem célszerű, mivel így a nemesfém-felhasználásnál lényeges megtakarítás nem érhető el, és a köpeny korrózióállósága észrevehetően nem növekszik. Az ón-dioxid 60 mól%-nál nagyobb mennyisége az aktív köpenyben az elektród korrózióállósájgának romlását eredményezi, ami valószínűleg a különálló komponensek egyes fázisaiban a szilárd oldat megbomlásának következménye. A ruténium-dioxid 15 mól% alatti alkalmazása rontja a köpeny fémes vezetőképességét, amely az aktív tömeg katalitikus tulajdonságainak romlásához vezet. A ruténium-dioxid 30 mól%-nál nagyobb aránya nem célszerű, mivel a klórképződés túlfeszültségének további csökkentését már nem eredményezi, de a korrózióállóság az elektrolízisnél bekövetkező ruténium-veszteség következtében csökken. A titán-dioxid jelenléte teszi lehetővé a köpeny nagymértékű korrózióállóságát az elektrolízis körülményei között és az anolit pH-értékének széles határok közötti változásánál. A titán-dioxid 55 mól%-nál nagyobb aránya a köpeny katalitikus aktivitásának csökkenését okozza, és a köpeny félvezetővé válik, azaz az aktív tömeg elektromos vezetőképessége romlik. A titán-dioxid 25 mól%-nál kisebb mennyisége nem célszerű, mivel ebben az esetben a köpeny korrózióállósága az elektrolíziskörülményei között csökken. A találmányunk szerinti elektródát úgy állítjuk elő, hogy az anódos polarizációnál passzíválható fémből előállított, előzőleg előkészített alapra ruténium-, titán- és ón-kloridot tartalmazó bevonó oldatot viszünk fel. A ruténium-klorid ruténium-hidroxi-klorid vagy ruténium-triklorid, a titán-klorid titán-tetraídorid vagy titán-triklorid, az ón-klorid ón-diklorid. A bevonó oldatot úgy készítjük el, hogy a fenti vegyületek vizes oldatát összekeverjük oly módon, hogy a bevonó oldatban a ruténium, titán és ón tömegaránya (0,3—0,7): : (0,3—0,6):(0,7—1,5) legyen, fgy például a titánból készült elektróda-alapot 5 g/1 NaOH-t 30 g/1 Na3P04-t és 40 g/1 Na2C03-t tartalmazó oldattal 10 percen át 80°C hőmérsékleten 5 4 zsírtalanítjuk. Ezután az elektróda-alapot öblítjük, 25 tömeg%-os HCl-oldattal 15 percen át 100°C hőmérsékleten maratjuk, lágyított vízzel öblítjük és 40°C hőmérsékleten szárítjuk. Ezután visszük fel az előkészített alapra a ruténium-, titán- és ón-kloridot tartalmazó bevonó oldatot 1,35 g/cm2 munkafelületre vonatkoztaottt mennyiségben. Egy felhordási ciklusnál a bevonó oldat fogyása 30 ml. A bevonó oldat felvitele után az elektródát 30— 150°C hőmérsékleten szárítjuk és ezután 20 percen át 370—530°C hőmérsékleten izzítjuk. Az elektródát lépésenként állítjuk elő, a bevonatot több rétegben visszük fel, és minden egyes lépésnél a munkafolyamatok fenti sorrendjét követjük. Az alapra és a felvitt bevonat izzításához azért javasoljuk a 370—530°C hőmérséklettartományt, mert csak ilyen hőmérsékleten alakul át az ón-klorid ón-oxiddá. A találmány szerinti elektród tehát a fentieknek megfelelően jelentős mennyiségű (30—60 mól%) ón-oxidot tartalmaz bevonatában és az ilyen elektródok előállításának ismert eljárásainál jelentős az ilyen célokra általában használt ónvegyület (az ón-tetraklorid) hasznosíthatatlan fogyása, vesztesége. A találmány szerinti eljárás lehetővé teszi a kiindulási vegyületek a találmány szerinti mennyiségi aránya esetén az elektród előállítását az óntartalmú vegyület (ón-diklorid) veszteség nélkül. Megállapítottuk, hogy az ón-diklorid abban az esetben, ha az oldatban a titán- és ruténium-kloriddal együtt van; a hőkezelésnél nem illan el és teljes mértékben ón-oxiddá alakul át. A találmágny szerinti elektróda aktív köpenyének összetételét az alábbi eljárások szerint lehet analizálni. A ruténium-tartalmat az aktív köpeny roncsolása nélkül röntgen és fluoreszcenciás vizsgálattal tudjuk mennyiségileg meghatározni. Az aktív köpeny összetételének teljes analízisét a következő módszer szerint végezhetjük: a köpeny mechanikai leválasztása, aprítása, alkálifémmel vagy alkálifém-oxiddal történő feltárása után a komponenseket az ismert analitikai módszerekkel határozzuk meg. 1. Példa Az elektród alapja 20X30X3 mm-es titánlemez. Az elektródát a következők szerint állítjuk elő: a titánlemezt 5 g/1 NaOH-t, 30 g/1 Na3P04- -t és 40 g/1 Na2C03-t tartalmazó oldatban 80°C hőmérsékleten 10 percig zsírtalanítjuk, lágyított vízzel öblítjük és 25%-os HCl-oldatban 100°C hőmérsékleten 10—15 percig marat* juk. Az aktív köpeny felvitelére szolgáló bevonó oldatot a következő kiindulási oldatokból állítjuk elő: — 150 g/1 koncentrációjú vizes ruténium-hidroxi-klorid (RuOHC13) oldat, — Ti02-ra vonatkoztatva 220 g/1 koncentrációjú vizes titán-tetraklorid (TiCl4) oldat 6 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
