[发明专利]电解用电极及其制备方法

说明书

本发明提供一种电解用电极及其制备方法。与常规电极相比，所述电解用电极具有增加的稀土金属的针状结构，因此减少催化材料的脱离，使得电极在耐久性方面优异，例如即使在反向电流中也表现出稳定的性能。此外，由于所述电解用电极具有低的过电压值，因此可以显著降低电解池的过电压需要量。另外，可以在不引入额外的前体或改变制造设备的情况下制备具有上述效果的电解用电极。

技术领域

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年08月11日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2017-0102524和2018年07月27日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2018-0087750的权益，这两项申请的公开内容通过引用全部并入本说明书中。

本发明涉及一种电解用电极及其制备方法。更具体地，本发明涉及一种电解用电极及其制备方法，所述电解用电极能够通过增加针状结构来使电解用电极的过电压值稳定并且提高耐久性。

背景技术

氯碱工艺是通过盐水的电解生产氯气(Cl₂)和氢氧化钠(NaOH)的工艺，其在工业上是有用的，因为它可以批量生产石化工业中广泛用作基础物质的两种物质。

氯碱工艺在氯碱膜中或在具有含有电解催化剂的电解用电极的隔膜电解池中进行。在氯碱工艺中，除了理论上要求的电压之外，必须施加过电压以克服电池的各种固有电阻。期望开发一种使过电压要求最小化的方法，因为这种过电压降低将显著节省与电池运行相关的能量成本。

作为降低电解池的过电压要求的方法，已经提出了数种降低电极的过电压的方法。在阴极的情况下，通常使用的材料如低碳钢、镍或不锈钢具有300mV至400mV的过电压。于是，已经提出了一种使其表面活化以降低过电压的方法。

然而，为了降低电解电压的目的，必须进一步降低过电压。另外，当电解池的运行由于意外或电源故障而突然停止时，因为阴极和阳极通过整流器电连接，因此通过电解产物的反向分解而产生的反向电流会流动。在这种情况下，存在阴极活性劣化的问题并且由于阴极的金属组分的部分洗脱而引起过电压效率降低。因此，还需要一种用于使反向电流的影响最小化的方法。

为了解决上述问题，已经公开了各种电极。

在JP-A-11-140680中，在金属基底上形成主要由氧化钌构成的电极材料层，并且进一步在其表面上形成多孔且低活性的保护层，从而提高电极的耐久性。

在JP-A-11-229170中，提供了一种电沉积镍层，该电沉积镍层中分散有氧化钌，并且在所述层的表面上涂布有由氧化钛构成的导电氧化物，从而改善对汞中毒的耐性。

然而，这些方法的缺点在于它们需要额外的原料，或者难以设定条件和复杂的制造工艺结果，并且存在电极的耐久性不足的问题。

[现有技术文献]

专利文献1：JP-A-11-140680

专利文献2：JP-A-11-229170

发明内容

技术问题

为了解决上述问题，本发明提供了一种具有低的过电压和优异的耐久性的电解用电极。此外，本发明提供了一种电解用电极的制备方法，该制备方法可以在不引入额外的前体或改变制造设备的情况下制备表现出上述效果的电极。

技术方案

本发明提供一种电解用电极，包括：金属基底，以及在所述金属基底上形成的催化剂层，

其中，所述催化剂层包含氮、铂族金属和稀土金属，并且

基于所述铂族金属，所述催化剂层的氮含量为20摩尔％至60摩尔％。