[发明专利]一种用于盐酸电解的活性阴极及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种活性阴极，特别是涉及一种用于盐酸电解的活性阴极，而且还涉及这种活性阴极的制备方法。

背景技术

现有技术文献中记载了许多用于盐酸电解的阴极，如：a碳基阴极，是在碳基上涂覆有具催化活性的材料而制得的阴极；B阴极由耐腐蚀基材构成，并且在其上使用了一种电化学活性的涂层；c在导电基材通过热喷涂将具有电化学活性的粉末涂到载体上等等。针对传统阴极进行的实验表明，在经过了较短的一段使用时间后，载体的活化层就会发生剥落。原因在于，一方面载体和活化层之间的结合力差，另一方面在活化层和载体之间发生了腐蚀，这种腐蚀使得活化层与载体之间的结合状况更加恶化，从而导致阴极涂层的破坏。

另外还有一种阴极它是在涂覆催化活性层之前在阴极上设置一特殊的中间层，此中间层由碳化钛和硼化钛组成并通过火焰喷涂或等离子喷涂涂覆到载体上，此电极具有很好的稳定性，但制造工艺较为复杂。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种用于盐酸电解的活性阴极，该活性阴极性能稳定，使用寿命长，基材与活性涂层的结合力好，涂层分布均匀，并且该活性阴极的制造工艺简单。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种用于盐酸电解的活性阴极，其中，在金属基体上涂敷有活性涂层，优选为钛、镍或钛钯合金金属基体，该活性涂层包括：元素周期表中VIII族金属盐中的一项或几项，优选为钴、镍、锌、钌、镉、铱或铂盐，其中金属含量为50～100克/升；元素周期表中IV族金属盐中的一项或几项，优选为钛盐，其中金属含量为0～90克/升；无机酸，优选为盐酸或硫酸，浓度为50～100克/升。

上述用于盐酸电解的活性阴极，其中，所述活性涂层的厚度为10μm～30μm。

本发明还提供了一种上述活性阴极的制备方法，包括如下步骤：

a)预处理，将金属基体表面除油；

b)配制活性涂层；

c)热解离，将活性涂层涂敷于金属基体上，在含有氧气的氛围中烧敷和烧成。

上述活性阴极的制备方法，其中，所述步骤a)还包括退火处理，退火温度为400～750℃，处理时间为1～2小时。

上述活性阴极的制备方法，其中，所述步骤a)在退火处理后还包括化学侵蚀处理，所用酸为10克/升～60克/升重量的硫酸，温度为50℃至沸腾，接触时间为1～4小时。

上述活性阴极的制备方法，其中，所述步骤c)的热解离条件为：

干燥：温度20～200℃时间5～30分钟；

烧敷：温度300～600℃时间10～50分钟；

烧成：温度400～700℃时间10～120分钟。

本发明的用于盐酸电解的活性阴极，性能稳定，具有良好的节电效果和较长的使用寿命，并且制造工艺简单，涂层分布均匀。

具体实施方式

下面结合实施例详细描述本发明。

实施例1

用去油剂将钛网(基材)表面的油污除去，在显微镜下可直接观察到其粗糙度。然后进行退火处理，处理温度为400℃，处理时间为2小时。经退火后在70℃、30克/升重量的硫酸溶液中放置3小时，取出该金属网，用清水冲洗，清除残留酸液。

然后上述试样被金属氧化物活化，此金属氧化物是把以下组成的活性涂层在炉中热分解而得到的。

配制活性涂层：

三氯化钌      70克/升；

四氯化钛      68克/升；

盐酸          70克/升。

在40℃干燥30分钟以后，将试样放在炉中以400℃加热15分钟，然后冷却至室温。

上述步骤重复多次，以获得氧化物含量在15～30克/平方米的表面覆盖层，涂层厚度为10μm，可以由X射线荧光加以确定。

将上述烧敷完的试片在400℃下烧成50分钟。

实施例二

用去油剂将钛网(基材)表面的油污除去，在显微镜下可直接观察到其粗糙度。然后进行退火处理，处理温度为600℃，处理时间为1.5小时。经退火后在50℃、60克/升重量的硫酸溶液中放置1小时，取出该金属网，用清水冲洗，清除残留酸液。

然后上述试样被金属氧化物活化，此金属氧化物是把以下组成的活性涂层在炉中热分解而得到的。

配制活性涂层：

三氯化钌      50克/升；

四氯化钛      90克/升；

盐酸          50克/升。