[发明专利]电解用电极

说明书

本发明涉及碱金属盐的水溶液电解中使用的电极。

众所周知，二氧化钌（RuO₂）型电极在碱金属盐水溶液电解，（典型的例子是食盐水电解）中用作阳极。日本专利No，46-21884中公开的电极是二氧化钌型电极的典型例子，它由电子管金属做衬基，敷有（Ru-Ti）O₂固溶体涂层而构成。由于其使用寿命长，工业上可将此类电极做为典型的金属电极使用。遗憾的是，它所提供的阳极电流效率低，同时析氧量大。

日本专利No，50-11330公布了另一种电极，它的涂层是至少含50%（摩尔）SnO₂的（Ru-Sn）O₂固溶体。这类电极也有较长的使用寿命，含量约为30%（摩尔）的RuO₂可提供足够的氯超电压，但同时也带来一些缺点，其中有氧超电压低，析氧量增大，而电流效率低。

为了增大这些组成的涂层的氧超电压，活化剂RuO₂的含量应当减到20%（摩尔）左右，然而，这是不能接受的，因为氯超电压会相应增大。

日本专利No.52-28106或美国专利No.3，776，834公开了另一种电极，其（Ru-Sn-Ti）O₂固溶体涂层由14至20%（摩尔）的RuO₂，67至71%（摩尔）的TiO₂和9至19%（摩尔）的SnO₂组成。

设置这个涂层组成是为了改进氧超电压，从而改进涂有（Ru-Ti）O₂固溶体电极的电流效率。该电极在减少析氧量方面是成功的，与先前的涂（Ru-Ti）O₂电极相比约减少20%，但是在析氧量和电流效率方面仍然不能令人满意。

本发明的目的是提供一种新的和改进的（Ru-Sn）O₂固溶体型电极，它能产生较大的氧超电压，减少析氧量：改善阳极电流效率，同时利用（Ru-Sn）O₂固溶体涂层电极在氯超电压和寿命方面的优点。

根据本发明的第一个方面，提供了一种电解用电压，它包括一种导电衬底，该衬底外表面至少有一部分数有铂族金属氧化物催化剂涂层，其特征在于所述涂层包括：

（1）3至45%（摩尔）的氧化钌，

（ⅱ）从金属铂，氧化铂和氧化铱中选出的至 少一种，含量为0.1至30%（摩尔）。

（ⅲ）50至96.9%摩尔的氧化锡。

根据本发明的第二个方面，提供了一种电解用电极，它包括一种导电衬底，其外表面至少有一部分敷有铂族金属氧化物催化剂涂层，其特征在于所述涂层包括：

（ⅰ）3至45%（摩尔）的氧化钌，

（ⅱ）0.1至30%（摩尔）的从金属铂，氧化铂和加有氧化铱的金属铂和加有氧化铱的氧化铂中选出的至少一种，

（ⅲ）50至96.9%（摩尔）的氧化锡，其中不超过10%（摩尔）的锡为锑取代。

图1表示在带有1号和8号样品阳极的膜式氧电解槽中，当盐水电解时，在阳极析出气体中的氧含量随活性氢浓度变化的情况。

制作本发明电极所用的导电衬底可从电子管金属，如钛、钽、锆、铌、以及最好是它们含钛的合金中选取，衬底的形状和尺寸可随应用情况而做较大变动，但最好使用棒状或板状的适当材料。

导电衬底上设置有涂层，它含有（ⅰ）3至45%（摩尔）的氧化钌，（ⅱ）0.1至30%（摩尔）的金属铂和/或氧化铂和/或氧化铱以及（ⅲ）50至96.9%（摩尔）的氧化锡。

该涂层含（ⅰ）3至45%（摩尔）的通常以RuO₂形式存在的氧化钌。RuO₂含量小于3%（摩尔）时，氯超电压的增加超过了工业允许标准。RuO₂含量大于45%（摩尔）时，导致氧超电压下降，从而增大氧析出量，降低电流效率。RuO₂含量在10至30%（摩尔）范围内时，结果比较好。

该涂层含有：（ⅱ）从金属铂，氧化铂和氧化铱中选出的至少一种，含量为0.1至30%（摩尔），组分（ⅱ）含量低于0.1%（摩尔）会引起氢超电压增大，氧起电压减小或氧析出量增加，从而使电流效率下降。组分（ⅱ）含量在5至15%（摩尔）范围内时，结果比较好。