[发明专利]氯气析出电极及其制备方法

说明书

一种氯气析出电极及其制备方法，包括金属基体，金属基体的表面涂覆有具有催化作用的金属氧化物涂层，金属氧化物涂层由钌的金属氧化物、铱的金属氧化物、钛的金属氧化物和锡的金属氧化物构成，所述金属氧化物涂层中按照金属成分计，其中钌元素的摩尔比为7％—15％，铱元素的摩尔比为1％—4.8％，钛元素的摩尔比为1％—15％，锡元素的摩尔比为75％—90％。其目的在于提供一种贵金属钌、铱的用量小，阳极的制造成本低，金属氧化物之间的结合力大，使用寿命长，催化活性高，可有效降低阳极析氯过电位，降低电能消耗，非常适合用于氯生产电解槽阳极的氯气析出电极及其制备方法。

技术领域

本发明涉及氢氧化钠制备领域，特别是一种氯气析出电极及其制备方法。

背景技术

传统电解装置中氯气析出电极所采用的钛基贵金属涂层有效降低了阳极析氯过电位，降低了运行能耗。但是需消耗价格昂贵的贵金属制作涂层，电极成本受贵金属原材料价格影响较大，近年来，贵金属市场需求不断扩大，资源消耗剧增，导致贵金属价格持续上涨，尤其是在氯气析出反应过程中发挥主要催化作用的贵金属Ru、Ir，导致电极制造成本急剧增加，非常需要一种既能实现电极催化功能又能降低成本的新涂层。

一般情况下，可以通过控制贵金属Ru、Ir在阳极涂层制作中的用量来控制涂层成本，但是，由于Ru、Ir催化剂阳极析氯反应过程中按照一定的速度不断消耗，如果用量较少，阳极寿命将受到影响，不能满足用户的使用需求。

研究表明，价格低廉的Sn元素能够形成与Ru、Ir、Ti相同结构的金属氧化物晶体，并能够细化电极表面涂层颗粒，提高电极催化活性，可用于降低析氯阳极成本、保证阳极寿命。迪诺拉CN200980144577.7专利中制备的Ru、Ir、Sn电极在较低的运行电流密度下析氯过电位达到60mV，需要加入价格昂贵的铂、钯等进行改性，不利于电极成本控制，且Pt、Pd金属氧化物与Ru、Ir、Sn的金属氧化物结合力欠佳，阳极寿命难以保证。

针对现有氯气析出阳极存在的多元涂层价格昂贵，使用寿命短等问题，有必要研究制作既能保证良好的阳极使用寿命又能有效降低涂层制作成本、简化电极制作工艺的氯气析出阳极。

发明内容

本发明目的在于提供一种贵金属钌、铱的用量小，阳极的制造成本低，金属氧化物之间的结合力大，使用寿命长，催化活性高，可有效降低阳极析氯过电位，降低电能消耗，非常适合用于氯生产电解槽阳极的氯气析出电极及其制备方法。

本发明的氯气析出电极，包括金属基体，金属基体的表面涂覆有具有催化作用的金属氧化物涂层，金属氧化物涂层由钌的金属氧化物、铱的金属氧化物、钛的金属氧化物和锡的金属氧化物构成，所述金属氧化物涂层中按照金属成分计，其中钌元素的摩尔比为7％—15％，铱元素的摩尔比为1％—4.8％，钛元素的摩尔比为1％—15％，锡元素的摩尔比为75％—90％。

所述锡的金属氧化物中的锡元素为二价锡。

优选的，所述钌元素的摩尔比为8％—12％，铱元素的摩尔比为1.2％—4.0％，钛元素的摩尔比为5％—12％，锡元素的摩尔比为78％—88％。

优选的，所述钌元素的摩尔比为9％—11％，铱元素的摩尔比为1.5％—3.0％，钛元素的摩尔比为8％—10％，锡元素的摩尔比为80％—85％。

本发明的氯气析出电极的制备方法，包括如下步骤：

A、准备钌元素的可溶性无机盐、铱元素的可溶性无机盐、钛元素的可溶性无机盐和锡元素的可溶性二价盐，然后分别将钌元素的可溶性无机盐、铱元素的可溶性无机盐、钛元素的可溶性无机盐和锡元素的可溶性二价盐溶解在水中，得到钌元素的可溶性无机盐的水溶液、铱元素的可溶性无机盐的水溶液、钛元素的可溶性无机盐的水溶液和锡元素的可溶性二价盐的水溶液；