201124. lajstromszámú szabadalom • Eljárás alkáli-klorid elektrolizáló cellában alkalmazható katód előkészítésére
HU 201124 B 2 bármilyen elektródként használatos alak esetében alkalmazható. Sok elektrolizáló cellában fonott háló vagy síklap van. Ezek néha öblösre hajlítottak, gyakorlatilag párhuzamos, egymástól meghatározott távolságban lévő oldalakkal. Az előnyös elektród-alap formák a kifeszített háló. a lyuggatott lemez, a szőtt drótháló, a szinterezett fémlemez, porózus elektród-alapként legelőnyösebb a kifeszített háló. Az elektród-alap anyaga előnyösen nikkel, vas, réz, acél. rozsdamentes acél, nikkellel rétegzett vasfélék. Rétegzett alapelektródok esetében a nikkelbevonat különösen előnyös. Ezek az elektródok állhatnak hordozóra erősített elektród-alapból is. Ilyen megerősítést különösen a nikkel, a vas vagy a réz alapok esetében alkalmazunk. Az az elektród-alap, melyre a fém-oxid bevonatot felvisszük, maga is lehet egy rétegzett, vagy egy bevonatolt szerkezet külső rétege, és adott esetben egy nem vezető elektród-alap is lehet. A platinacsoportba tartozó fémek közé tartozik a Ru, Rh, Pd, Os, Jr és a Pt. Ezek közül előnyös a platina és a ruténium. Oldható platina vegyületek lehetnek halogenidek, szulfátok, nitrátok vagy egyéb oldható sók vagy oldható vegyületek. Előnyösek a halogenidek, így a RuCb-hidrát, a PtCU-hidrát és hasonló vegyületek. A másodlagos elektrokatalitikus fém-oxidot a bevonathoz a nikkel oldható vegyületéből és adón esetben cirkóniumsóból képezzük. A találmány szerinti oldat legalább egy, az elektród-alap megtámadására képes, kémiailag aktív hatóanyagot tartalmaz. Ez az aktív hatóanyag a második, illetve további bevonatok esetében megtámadja és oldatba viszi az előzőekben kialakított oxidrétegek kémiailag legmegtámadhatóbb részeit, mialatt, előnyösen a hőmérséklet emelése közben, el is párolog, sok esetben a platina-oxid és a másodlagos elektrokatalitikus fém-oxidok előállítására használt vegyületek illékony anionjaival vagy negatív-vegyértékű gyökeivel együtt. Az előnyös kémiailag aktív hatóanyagok lehetnek savak, így például sósav, kénsav, salétromsav, foszforsav; továbbá hidrazin-hidroszulfát és hasonló vegyületek. Aktív hatóanyagként legelőnyösebb a sósav és a hidrazin-hidroszulfát. A találmány szerinti eljárás előnyös megvalósítási módjában olyan oldatot használunk, melyben legalább egy platinacsoportba tartozó elem valamilyen vegyülete. legalább egy elektrokatalitikus fémvegyület és egy maróhatásű anyag van. Továbbá egy illékony szerves vivőanyagot, például izopropanolt is tartalmaz. Az eljárás folyamán a szerves vivőanyagot elpárologni hagyjuk és így visszamarad a maróhatásű vegyület. és a benne oldott fémvegyületek. Az eljárás folyamán az elektród-alapot a szükséges hőmérsékletre hevítjük, részben azért, hogy az oldatban a fémvegyületeket koncentráljuk, az illő maróhatású anyaggal együtt pedig az anionokat és a negatív vegyértékű gyököket is eltávolítsuk. illetőleg azért, hogy oxigén vagy levegő jelenlétében a fémeket termikusán oxidáljuk és a fém-oxidokat az elektród-alapon magán kialakítsuk. A lépéseket többször megismételhetjük, a rétegvastagság növelése céljából. Bizonyos esetekben kedvező hatású, ha két vagy három réteget viszünk fel az oxidációs lépések között. Az elektródkészítési eljárás előnyös megvalósítási módja, ha a heterogén fémoxid bevonat nikkel-oxidből és egy platinacsoportba tartozó fém-oxidjából áll (adott esetben modifikáló hatású fém-oxidot is, például cirkónium-oxidot is tartalmaz). Az oxidokat nikkelrétegen alakítjuk ki, mely nikkelréteg lehet egy elektronvezető elektród-alapon úgy, hogy a) a nikkelréteg kezeléséhez egy nikkel- és platinavegyületet modifikáló fém vegyületét és a nikkel fémfelület leginkább oldható részeit megtámadó maróhatásű vegyületet tartalmazó oldatot állítunk elő; b) az oldat illékony alkotórészeit elpárologtatjuk, ezáltal a fémtartalmú vegyületeket koncentráljuk, mígnem a megmart nikkel felületen kiválnak; c) az ily módon bevont elektródot levegő vagy oxigén jelenlétében 300-650 °C-on hevítjük, annyi ideig, amennyi a fémvegyületek fémes alkotójának oxidálásához szükséges; d) az elektródot lehűtjük. További bevonatok az így előállított heterogén fém-oxid bevonat vastagságának növelésére hasonló módszerrel alakíthatók ki. Az első bevonat készítésénél használt maróhatású anyagot a második vagy további bevonatok kialakításánál is alkalmazhatjuk. Az ily módon előállított elektród, egy fém nikkel réteghez erősen tapadó nikkel-oxidot, egy platinacsoportba tartozó fém-oxidját, továbbá adott esetben modifikáló fémoxidot tartalmazó rétegből áll. A platinacsoportba tartozó fém-oxidja, előnyösen ruténium-oxid. Az adott esetben alkalmazott, előnyös modifikáló fém-oxid cirkónium-oxid. Gazdaságos, ha a nikkelréteg egy kevésbé drága elektronvezető elektród-alapon van. például acélon vagy vasötvözeten. Az ilyen elektród alkáli-klorid elektrolizáló cellákban előnyösen használható. A fém termikus oxidációjában alkalmazott hőmérséklet a fém minőségétől függ, 300-650 °C - előnyösebben 350-550 °C - közötti hőmérsékletet alkalmazhatunk. A találmány szerinti eljárással az oldatban lévő fémekből igen kemény, jól tapadó heterogén oxidréteg alakítható ki. Az eljárás lényeges részei: az oldatbavitel, a betöményítés és az oldott fémekből az in situ rétegkialakítás. Az eljárás folyamán az előzetesen kialakított rétegek és/vagy elektród-alap egyidejű maratásával, egymást kölcsönösen stabilizáló és elektrokatalitikus szempontból kiegészítő oxidokból álló réteget hozunk létre. A találmány szerinti eljárást a következő példákkal szemléltetjük: 1. példa 1 tömegrész RuCls x 3H20-t, 1 tömegrész NiCte x 6H20-t, 3,3 tömegrész H2NNH2 x H2SO4 (hidrazin hidroszulfát)-ot 5 tömegrész H2Ü-t és 28 tömegrész izopropanolt tartalmazó oldatot készítünk. Az izopropanol kivételével az oldat valamennyi komponensét egy éjszakán át tartó keveréssel elegyítjük, majd folyamatos keverés mellett hozzáadjuk az izopropanolt és az oldatot még további 6 órán át kevertetjük. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 5
