[发明专利]高效率次氯酸盐阳极涂层

说明书

发明背景

1.发明领域

本发明针对于一种电解电极和其上的用于产生次氯酸盐的混合金 属氧化物涂层。

2.相关技术的描述

混合金属氧化物涂层用于通过电解盐水溶液产生次氯酸盐的应用 在本领域中是众所周知的。传统地，然而当通过盐水的电解来制备次 氯酸盐时，可得到的次氯酸盐产物的氯浓度可低达1重量％(wt％) 或更小。另外，当盐水原料溶液的浓度较小(即10-30g/l)和所需的 次氯酸盐浓度超过8 g/l时，电流效率和电极寿命降低。

已提出多种解决方法用以获得高浓度的次氯酸钠溶液而不对电流 效率和电极寿命产生有害影响。例如，在美国专利4,495,048中，教导 了一种压滤型电解槽，其中在降低的池电压和提高的电流效率下产生 次氯酸钠。该电解槽内的阳极由钛基材构成，该钛基材具有3-42重量 ％的氧化铂、3-34重量％的氧化钯、42重量％的二氧化钌的三元混合 物和20-40重量％的氧化钛的涂层。

在美国专利4,517,068中，一种特别适用于氯和次氯酸盐生产的电 极，包含由22-44摩尔％的氧化钌、0.2-22摩尔％的氧化钯和44-77.8 摩尔％的氧化钛组成的电催化剂。该电催化剂可在阀金属(valve metal)基材上形成涂层并且可以上部涂覆有钛或钽的氧化物的多孔 层。

美国专利5,622,613中描述了一种有效制造次氯酸盐的方法，该方 法使用具有10-45重量％的氧化钯、15-45重量％的氧化钌、10-40重 量％的二氧化钛和10-20重量％的铂以及2-10重量％的选自钴、镧、 铈或钇中的至少一种金属的氧化物的涂层的阳极。

希望提供一种其上具有电催化涂层的电极，该电催化涂层能够在 用于由15-30克/升(g/l)NaCl或KCl原料溶液产生次氯酸盐且其中所 需的次氯酸盐浓度超过8g/l的电解液环境中提供改良的电极寿命和 工作效率。另外希望提供一种与铂基配方相比成本降低的这样的电极。

发明概述

现已发现一种在用于产生次氯酸盐的电解溶液中提供改良的寿命 并同时保持较高效率的电极涂层。该涂层是由钯、铱、钌和钛的氧化 物的组合所组成的混合金属氧化物涂层。

在一个实施方案中，本发明针对于一种适用于水溶液的电解用以 产生次氯酸盐的电极，该电极在其上具有电催化涂层，该电极包括阀 金属电极基体；阀金属电极基体上的电化学活性涂层的涂层，该涂层 包含铂族金属氧化物和阀金属氧化物的混合金属氧化物涂层，该混合 金属氧化物涂层基本上由钌、钯和铱的铂族金属氧化物和钛的阀金属 氧化物组成；其中

a)铂族金属氧化物与阀金属氧化物的摩尔比为约90∶10至约 40∶60；

b)钌与铱的摩尔比为约90∶10至约50∶50；且

c)氧化钯与钌加铱的氧化物的摩尔比为约5∶95至约40∶60，基于 涂层中存在的100摩尔％的金属；

由此，电极以高电流效率下工作以产生至少8克/升的次氯酸盐浓度。

在另一实施方案中，本发明针对于一种在其中具有至少一个阳极 的电解槽内电解水溶液的方法，该阳极在其上具有电催化涂层，该方 法包括如下步骤：提供未分隔的电解槽、在槽内建立包含氯化物的电 解液和在槽内提供与电解液相接触的阳极，该阳极具有包含铂族金属 氧化物和阀金属氧化物的混合金属氧化物涂层的电催化涂层，该混合 金属氧化物涂层基本上由钌、钯、和铱的铂族金属氧化物和钛的阀金 属氧化物组成，其中

a)铂族金属氧化物与阀金属氧化物的摩尔比为约90∶10至约 40∶60；

b)钌与铱的摩尔比为约90∶10至约50∶50；且

c)氧化钯与钌加铱的氧化物的摩尔比为约5∶95至约40∶60，基于 涂层内存在的100摩尔％的金属；

向阳极施加电流；并且在阳极处氧化氯化物以便产生浓度为至少8克 /升的次氯酸盐。

发明描述