用于电解工艺的电极及其制造方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103702756103702756A(43)申请公布日2014.04.02(21)申请号201280018291.6(51)Int.Cl.(22)申请日2012.05.03B01J23/46(2006.01)C25B11/04(2006.01)(30)优先权数据H01M4/90(2006.01)MI2011A0007352011.05.03ITC23C18/12(2006.01)(85)PCT国际申请进入国家阶段日2013.10.14(86)PCT国际申请的申请数据PCT/EP2012/0581442012.05.03(87)PCT国际申请的公布数据WO2012/150307EN2012.11.08(71)申请人德诺拉工业有限公司地址意大利米兰(72)发明人M·布里奇斯A·L·安托兹A·卡尔德拉拉(74)专利代理机构中国国际贸易促进委员会专利商标事务所11038代理人陈季壮权利要求书1页权利要求书1页说明书6页说明书6页(54)发明名称用于电解工艺的电极及其制造方法(57)摘要本发明涉及一种用于电解工艺的电极，特别涉及一种适合用于在工业电解工艺中析氢的阴极，该阴极包括一种金属基底，该金属基底涂覆有一个外部催化层，该外部催化层包含晶体钌氧化物，该晶体钌氧化物具有一种高度有序的金红石型结构以及特征为低于一个临界值的德拜-沃勒因子的Ru-Ru和Ru-O键长。这个催化外层可以含有稀土元素氧化物，如镨。这种电极还可以包括一个铂基内部催化薄层，这个铂基内部催化薄层给出了对抵抗偶然电流反向事件的增强的保护作用。CN103702756ACN1037256ACN103702756A权利要求书1/1页1.用于在电解工艺中阴极析氢的电极，包括一个金属基底，该金属基底涂覆有一个外部催化层，该外部催化层含有4g/m至40g/m晶体钌氧化物，该晶体钌氧化物具有一种金红石型结构以及特征为低于的德拜-沃勒因子的Ru-Ru和Ru-O键长。2.根据权利要求1所述的电极，其中，所述外部催化层进一步包含1g/m至10g/m处于氧化物形式的稀土元素。3.根据权利要求2所述的电极，其中，所述稀土元素包括氧化镨。4.根据权利要求1至3中任一项所述的电极，包括一个内部催化层，该内部催化层包含0.5g/m至2g/m处于氧化物或金属形式的铂、并且被插入在所述金属基底与所述外部催化层之间。5.根据以上权利要求中任一项所述的电极，其中，所述金属基底是由镍或镍合金制成的。6.用于制造根据权利要求1至5中任一项所述的电极的方法，包括以下步骤：-制备一种钌溶液，通过在搅拌下将一种钌硝酸盐溶解于冰乙酸中，其中任选地添加硝酸，接着用介于按重量计5%与20%之间浓度的乙酸水溶液进行稀释；-将所述溶液以多个涂层来施用到一个金属基底上，其中在每个涂层后在400℃至600℃下热分解不少于2分钟的时间。7.根据权利要求6所述的方法，进一步包括以下步骤，在所述施用步骤之前：-制备一种稀土元素溶液，通过在搅拌下将稀土元素的至少一种硝酸盐溶解于冰乙酸中，任选添加硝酸；-在任选的搅拌下将所述钌溶液与所述稀土元素溶液进行混合；-随后任选用介于按重量计5%与20%之间浓度的乙酸水溶液进行稀释。8.根据权利要求6或7所述的方法，进一步包括：-制备铂溶液的步骤，通过在搅拌下将铂的硝酸盐或亚硝酸盐溶解于冰乙酸中，任选地添加硝酸，接着用介于按重量计5%与20%之间浓度的乙酸水溶液进行稀释；-将所述铂溶液以多个涂层来施用到所述金属基底上的步骤，该步骤是在施用所述钌溶液之前，其中在每个涂层后在400℃至600℃下热分解不少于2分钟的时间。2CN103702756A说明书1/6页用于电解工艺的电极及其制造方法技术领域[0001]本发明涉及一种用于电解工艺的电极，特别涉及一种适合用于在工业电解工艺中析氢的阴极，并且涉及一种制造其的方法。[0002]发明背景[0003]本发明涉及一种用于电解工艺的电极，特别涉及一种适合用于在工业电解工艺中析氢的阴极。用于同时生产氯气和碱的碱盐水电解以及电化学生产次氯酸盐和氯酸盐的工艺是具有阴极析氢的工业电解应用的最典型实例，但是该电极不限于任何特定的应用。在电解工艺工业中，竞争力与几个因素相关联，其中主要的是能量消耗的减少，这直接与过程电压相关联；这证明了致力于减少后者（阴极过电压必须被算作其中之一）的各种组成部分的许多努力是正确的。阴极过电压，可以通过没有催化活性的、具有化学上耐受的材料（例如碳钢）的电极来自然地获得，长期被认为是可接受的。然而，在特定的情况下，市场要求越来越高的苛性产物浓度，这利用了由于腐蚀问题而不可行的碳钢阴极；此外，能量成本上的增加利用了可取的催化剂以促进阴极析氢。一种可能