[发明专利]用于氯碱电解的双功能电极和电解装置

权利要求书

1.作为氯碱电解中的阴极运行的双功能电极，其中在阴极处任选地产生氢气，或当向阴极供应氧气时在阴极处消耗氧气，所述双功能电极具有至少一个平面导电载体和施加在所述载体上的气体扩散层和基于银和/或氧化银的电催化剂（银催化剂），其特征在于提供基于钌和/或氧化钌的钌催化剂和/或基于铱和/或氧化铱的铱催化剂，优选钌催化剂作为附加电催化剂，其中所述载体具有包含附加电催化剂的催化涂层和/或所述附加电催化剂以与银催化剂的混合物的形式存在。

2.如权利要求1所述的电极，其特征在于所述气体扩散层至少由含氟聚合物和银催化剂和任选钌催化剂的混合物构成。

3.如权利要求1或2所述的电极，其特征在于所述载体的包含钌催化剂和/或任选铱催化剂的催化涂层以0.05-2.5重量％，优选0.1-1.5重量％的量存在，基于银催化剂、钌催化剂和含氟聚合物的总含量计。

4.如权利要求1至3中任一项所述的电极，其特征在于含氟聚合物和银催化剂和任选钌催化剂的混合物以粉末形式施加到载体上并压实。

5.如权利要求1至4中任一项所述的电极，其特征在于所述电极中的含氟聚合物，特别是作为含氟聚合物的PTFE的含量为1-15重量％，优选为2-13重量％，更优选为3-12重量％的含氟聚合物和99-85重量％，优选98-87重量％，更优选97％-88重量％的银催化剂，基于含氟聚合物和银催化剂的含量总和计。

6.如权利要求1至5中任一项所述的电极，其特征在于所述电极的厚度为0.2至3 mm，优选0.2至2 mm，更优选0.2至1 mm。

7.如权利要求1至6中任一项所述的电极，其特征在于所述银催化剂由银、氧化银或银和氧化银的混合物构成，其中氧化银优选为氧化银(I)，并且银催化剂优选由银构成。

8.如权利要求1至7中任一项所述的电极，其特征在于，所述气体扩散层施加到所述载体的外表面的一面或两面上，优选所述载体的一面上。

9.如权利要求1至8中任一项所述的电极，其特征在于所述钌催化剂和铱催化剂与银催化剂的重量比为0.05:100至3:100，尤其是0.06:100至0.9:100。

10.如权利要求1至9中任一项所述的电极，其特征在于所述导电载体采用网状物、无纺布、泡沫、织物、编物或金属板网的形式。

11.如权利要求1至10中任一项所述的电极，其特征在于所述导电载体由碳纤维、镍或银，优选由镍构成。

12.如权利要求1至11中任一项所述的电极，其特征在于以钌金属计算的钌催化剂的面积负载为1至55 g/m²。

13.用于氯碱电解的双功能运行的电解装置，其具有阴极，在所述阴极处任选地产生氢气或在所述阴极的气体扩散层中消耗氧气，所述电解装置至少包括用于氯碱电解的具有阳极半电池、阴极半电池和将阳极半电池和阴极半电池彼此分开的阳离子交换膜的电解池、布置在阳极半电池中以产生氯气的阳极、布置在阴极半电池中的阴极和用于任选地向阴极半电池的气体空间供应含氧气体的输入管道、以及用于反应物流和产物流的输入管道和输出管道，其特征在于存在的阴极是如权利要求1至12中任一项所述的电极。

14.如权利要求13所述的装置，其特征在于其具有至少一个用于用惰性气体吹扫阴极半电池的气体空间的输入管道。