JPS5822551B2 - Improved electrode manufacturing method - Google Patents
Improved electrode manufacturing methodInfo
- Publication number
- JPS5822551B2 JPS5822551B2 JP54173857A JP17385779A JPS5822551B2 JP S5822551 B2 JPS5822551 B2 JP S5822551B2 JP 54173857 A JP54173857 A JP 54173857A JP 17385779 A JP17385779 A JP 17385779A JP S5822551 B2 JPS5822551 B2 JP S5822551B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- tin
- compound
- electrode
- coating
- soot
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B11/00—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for
- C25B11/04—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for characterised by the material
- C25B11/051—Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier
- C25B11/073—Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier characterised by the electrocatalyst material
- C25B11/091—Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier characterised by the electrocatalyst material consisting of at least one catalytic element and at least one catalytic compound; consisting of two or more catalytic elements or catalytic compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B11/00—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for
- C25B11/04—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for characterised by the material
- C25B11/051—Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier
- C25B11/073—Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier characterised by the electrocatalyst material
- C25B11/091—Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier characterised by the electrocatalyst material consisting of at least one catalytic element and at least one catalytic compound; consisting of two or more catalytic elements or catalytic compounds
- C25B11/093—Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier characterised by the electrocatalyst material consisting of at least one catalytic element and at least one catalytic compound; consisting of two or more catalytic elements or catalytic compounds at least one noble metal or noble metal oxide and at least one non-noble metal oxide
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Electrodes For Compound Or Non-Metal Manufacture (AREA)
- Electrolytic Production Of Metals (AREA)
- Inert Electrodes (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、広義には、コーティング材料を一般にバルブ
金属の電極支持体へ施す方法に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention generally relates to a method of applying a coating material to an electrode support, generally a valve metal.
この方法において、コーティング組成物はすず化合物を
含み、この化合物は後でその酸化物の形態に変えられて
製造法の再現性が有意に増大した電極を生成し、この方
法によるとすす金属をより完全にオリ用できるため製造
経費が節減され、かつコーティング過程中のすず化合物
の揮発により引き起こされる大気汚染が減少する。In this method, the coating composition includes a tin compound, which is later converted to its oxide form to produce an electrode with significantly increased reproducibility of the manufacturing process; Complete reusability saves manufacturing costs and reduces air pollution caused by volatilization of tin compounds during the coating process.
さらに詳しくは、本発明は、コーティング組成物混合物
中に硫酸塩の形態のすず化合物を使用することにより、
すず成分とバルブ金属成分、あるいはこれらとルテニウ
ム成分よりなる電極コーティング組成物を支持するバル
ブ金属、たとえばチタンの支持体を有する電極の非常に
改良された製造法に関する。More particularly, the invention provides that by using a tin compound in the form of a sulfate salt in a coating composition mixture,
This invention relates to a greatly improved method for producing electrodes having a support of valve metal, such as titanium, supporting an electrode coating composition comprising a tin component and a valve metal component, or both and a ruthenium component.
電気化学的製造法は、生態学的受容性がより大きく、エ
ネルギー保存が可能であり、そして製品コストを軽減で
きるため、化学工業において重要性が増大しつつある。Electrochemical production methods are gaining importance in the chemical industry because they have greater ecological acceptability, allow for energy conservation, and can reduce product costs.
したがって、研究および開発の大きな努力が電気化学的
方法とそのハードウェアにはられれてきている。Therefore, significant research and development efforts have been devoted to electrochemical methods and their hardware.
ハードウェアの1つの主要な要素は電極である。One major element of the hardware is the electrode.
その目的は次のような電極を提供することである:電解
槽内の腐食性ふん囲気に耐える電極;所望の電気化学的
反応に対して最小の過電圧を有する電極;そして商業的
に可能な範囲内のコストで高い品質の管理で製造できる
電極。The objective is to provide an electrode that: withstands the corrosive atmosphere in the electrolytic cell; has the lowest overvoltage for the desired electrochemical reaction; and within a commercially possible range. Electrodes that can be manufactured with high quality control at a low cost.
はんのわずかの材料のみが電極、ことに陽極を有効に構
成できるにすぎない。Only a few materials, such as solder, can effectively form electrodes, especially anodes.
なぜなら、はとんどの他の物質は電解槽の陽極室内に存
在する強い腐食性条件に感受性であるからである。This is because most other materials are sensitive to the highly corrosive conditions that exist within the anode chamber of an electrolytic cell.
これらの材料には、グラファ、イト、ニッケル、鉛、鉛
合金、白金または白金化チタンがある。These materials include graphite, metal, nickel, lead, lead alloys, platinum or platinized titanium.
この型の電極は、寸法安定性に欠け、コス1へが高く、
摩耗速度が高く、電解液を汚染し、陰極を析出汚染し、
不純物に対して感受性であり、または所望反応に対する
過電圧が高いため、応用が制限される。This type of electrode lacks dimensional stability, has a high cost of 1,
High wear rate, contamination of electrolyte, precipitation contamination of cathode,
Sensitivity to impurities or high overpotentials for the desired reaction limit applications.
過電圧とは、所望の反応が一定の電流密度で起こる理論
的電位より高い電位をいう。Overpotential refers to a potential above the theoretical potential at which the desired reaction would occur at a constant current density.
電極の歴史は電解槽内の電極に関連する問題のいくつか
を克服するための試みおよび提案の繰り返しであり、そ
れらのいずれも電解槽に使用する電極の特性の最適化に
成功していない。The history of electrodes has been filled with repeated attempts and proposals to overcome some of the problems associated with electrodes in electrolytic cells, none of which have been successful in optimizing the properties of electrodes for use in electrolytic cells.
問題は前述の望ましくない性質の多くを克服し、さらに
より高い電流密度において低い過電圧をもってエネルギ
ーを保存できる電極を見出すことである。The problem is to find electrodes that overcome many of the undesirable properties mentioned above and can still store energy with low overpotentials at higher current densities.
たとえば、白金は電気ライニング法(electrow
−inning process)における陽極として
使用するのにきわめてすぐれた材料であり、前述の基準
の多くを満足することは知られている。For example, platinum can be
It is known that it is an excellent material for use as an anode in the -inning process) and that it satisfies many of the criteria mentioned above.
しかし、白金は高価であるため、現在まで工業的に適当
であるとまだわかっていない。However, platinum is expensive and has not yet been found to be industrially suitable to date.
炭素と鉛合金は商業的に使用されてきているが、炭素陽
極は摩耗がはやく、電解液を大きく汚染し、電気抵抗を
増加させ、半電解摺電位を増加させる。Carbon and lead alloys have been used commercially, but carbon anodes wear quickly, significantly contaminate the electrolyte, increase electrical resistance, and increase semi-electrolytic sliding potential.
半電解摺電位が。高いと、電解槽は電気エネルギーをよ
り多く消費するので、望ましくない。Half-electrolytic sliding potential. If it is high, the electrolyzer will consume more electrical energy, which is undesirable.
鉛合金の陽極の欠点は、鉛が電解液中に溶けて陰極上に
鉛析出物を形成し、これは所望の得られる析出物を汚染
するということである。A disadvantage of lead alloy anodes is that the lead dissolves in the electrolyte and forms lead deposits on the cathode, which contaminates the desired resulting deposit.
また、PbO2は導電性に劣るPb3O4に変化する。Furthermore, PbO2 changes to Pb3O4, which has poor conductivity.
酸素はこの層の下に浸透でき、このフィルムをはがし、
その結果粒子が生成して陰極上の析出銅中に捕捉される
ようになる。Oxygen can penetrate under this layer and peel off this film,
As a result, particles are generated and become trapped in the deposited copper on the cathode.
これにより銅めっきは劣化し、これは非常に望ましくな
いことである。This degrades the copper plating, which is highly undesirable.
白金または他の貴金属をチタン支持体上に適用してそれ
らの魅力的な電気的特性を保持させ、さらに製造コスト
を低下させることが提案された。It has been proposed to apply platinum or other noble metals onto titanium supports to retain their attractive electrical properties and further reduce manufacturing costs.
しかし、白金のような貴金属を制限して使用しても、電
極表面積1平方フィート当り30.00ドル(323,
00ドル/m′)の経費を必要とし、そのため工業的使
用には望ましくない。However, even with limited use of precious metals such as platinum, the cost per square foot of electrode surface area is $30.00.
00/m'), making it undesirable for industrial use.
さらに、チタンの表面に白金を電気めっきし、これに二
酸化鉛または二酸化マンガンの他の電析物を適用するこ
とが提案された。Furthermore, it was proposed to electroplate platinum on the surface of titanium and apply other deposits of lead dioxide or manganese dioxide to this.
二酸化鉛のコーティングをもつ電極は酸素過電圧が比較
的高いという欠点をもち、両方の型のコーティングは電
解的に析出されるとき高い内部応力をもち、工業的使用
の間表面からはがれやすく、電解液吉陰極表面上に析出
する生成物を汚染する。Electrodes with lead dioxide coatings have the disadvantage of relatively high oxygen overpotentials, and both types of coatings have high internal stresses when deposited electrolytically, are susceptible to flaking from the surface during industrial use, and are Contaminate products deposited on the positive cathode surface.
したがって、このような陽極の電流密度は制限され、こ
のような陽極の取り扱いはきわめて注意してなされなけ
ればならない。The current density of such anodes is therefore limited and the handling of such anodes must be done with great care.
他の試みられた改良はチタン支持体表向上に二酸化マン
ガンの層を形成することであり、この層は比較的多孔性
であり、多数の二酸化マンガンの層からなっていて一体
的コーティングを形成している。Another improvement that has been attempted is to form a layer of manganese dioxide on the surface of the titanium support, which is relatively porous and consists of multiple layers of manganese dioxide to form an integral coating. ing.
これは電流密度が0.5アンペア/平方インチ(77,
5ミリアンペア/=ffl)以Fにとどまるかぎり比較
的低い過電圧を生ずるが、電流密度が1アンペア/平方
インチ(155ミリアンペア/=ffl)付近に増加す
るにつれて必要な過電圧はかなり急速に上昇し、より高
い電流密度において相当な不利益を生ずる。This has a current density of 0.5 amps/in² (77,
As long as the current density remains below 5 milliamps per square inch (155 milliamps per square inch (155 milliamps per square inch) Ffl), relatively low overvoltages will result, but as the current density increases to around 1 ampere per square inch (155 milliamps per square inch) Significant disadvantages occur at high current densities.
最近、多数のコーティングにはチタン、ルテニウムおよ
びすすの二酸化物、またはすずおよびアンチモンの酸化
物が使用され、その上にマンガンまたは鉛の酸化物の1
ヘツプコーテイングがめつきされている。Nowadays, many coatings use titanium, ruthenium and soot dioxides, or tin and antimony oxides, on top of which manganese or lead oxides are used.
Hep coating is applied.
これらのコーティングはその区域において過電圧を低下
させ、かつ電解槽内の腐食性条件における使用寿命を長
くすることにおいて実質的に有望であることを示した。These coatings have shown substantial promise in reducing overvoltages in that area and increasing service life in corrosive conditions within electrolytic cells.
これらの材料の主要な欠点は、ことにすずの酸化物を適
用する方法においてコーティングをベーキングしてすず
酸化物とするとき実質量のすすが揮発するということで
ある。A major drawback of these materials is that substantial amounts of soot are volatilized when the coating is baked to the tin oxide, especially in the tin oxide application process.
その理由は、すず化合物、たとえば塩化第二すず五水和
物がベーキングの際水酸化第二すずに変わり、次いで一
定の電極コーティングに望まれる酸化第二すずに変わる
ことにある。The reason is that tin compounds, such as stannic chloride pentahydrate, convert to stannic hydroxide during baking and then to stannic oxide, which is desired for certain electrode coatings.
この方法の実施の際、すずそれ自体の多くは、コーティ
ング中に残留しないで、大気中に揮発する。When carrying out this method, much of the tin itself does not remain in the coating, but evaporates into the atmosphere.
これが起こるのは少なくとも一部分は塩化第二すずが1
14℃付近において沸とうするためであり、そしてすず
化合物のそれぞれの酸化物への転移はこれより非常に高
い温度で起こるので、これらの物質のほとんどは大気中
に失なイっれ、その結果すず材料の50%より少ない量
が実際のコーティングに利用されるにすぎない。This occurs at least in part because stannic chloride
Because tin boils at around 14°C, and the transformation of tin compounds to their respective oxides occurs at much higher temperatures, most of these substances are lost to the atmosphere, resulting in Less than 50% of the tin material is utilized in the actual coating.
これは大きくかつ大量の電極の製造の際品質の管理にお
いてきびしい問題を生ずる。This creates severe problems in quality control when manufacturing large, large quantities of electrodes.
コーディング組成物の再現性は、普通のコーディングを
支持体材料へ適用する方法によってはすずの揮発が起こ
るため、はとんど不可能である。Reproducibility of coating compositions is rarely possible due to the volatilization of tin that occurs with conventional methods of applying coatings to support materials.
したがって、理論的なすずの計算だけでは、一定の電極
の可能な使用寿命を計算することに関して問題を起こす
ことがある。Therefore, theoretical tin calculations alone can pose problems in calculating the possible service life of a given electrode.
こんにちまてコーティング組成物にすすを使用すること
は商業的に成功しておらず、その理由はすすの揮発性が
再現性の問題を生じさせ、現在厳格な規準下にある汚染
を増大させ、そして一定の電極の製造コストをすずの損
失のため増加していることにある。To date, the use of soot in coating compositions has not been commercially successful because the volatility of soot creates reproducibility problems and increases contamination, which is currently subject to stringent standards. and the manufacturing cost of certain electrodes is increasing due to the loss of tin.
したがって、本発明の目的は、所望の品質管理特性をも
ちかつ商業的に可能な範囲内の製造経費の電極コーティ
ング組成物を製造する方法を提供することである。Accordingly, it is an object of the present invention to provide a method for producing electrode coating compositions having desirable quality control properties and manufacturing costs within commercially viable ranges.
本発明の他の目的は、すすの大気中への揮発を有意に減
少させ、かくしてこの製造に関連する多気汚染の問題を
軽減する電極コーティング組成物の製造法を提供するこ
みである。It is another object of the present invention to provide a method of manufacturing an electrode coating composition that significantly reduces the volatilization of soot into the atmosphere, thus alleviating the airborne pollution problems associated with this manufacturing.
本発明のこれらの目的および他の目的、ならびに現在お
よぶ従来の技術よりすぐれた利点は、以下の説明から明
らかであるように、ここに記載しかつ特許請求する改良
によって達成される。These and other objects of the present invention, as well as its advantages over the current and prior art, are achieved by the improvements described and claimed herein, as will be apparent from the following description.
コーティング組成物は、支持体をえらび、該支持体の表
面の少なくとも一部分に硫酸すず化合物とバルブ金属あ
るいはこれらとルテニウム化合物とを含有するコーディ
ング材料を塗布し、該コーティング材料を塗布し、そし
て該コーティング材料を乾燥し、そして該コーティング
材料を酸化性ふん囲気中でベーキングしてすず化合物を
その酸化物の形態にすることからなる方法によって製造
できることがわかった。The coating composition includes selecting a support, applying a coating material containing a tin sulfate compound and a valve metal or a ruthenium compound and a tin sulfate compound to at least a portion of the surface of the support, applying the coating material, and applying the coating material to the coating material. It has been found that it can be produced by a process consisting of drying the material and baking the coating material in an oxidizing atmosphere to bring the tin compound into its oxide form.
本発明でいうバルブ金属は、アルミニウム、モリブデン
、二オフ、クンクル、チタン、タングステン、ジルコニ
ウムおよびそれらの合金を意味し、アンチモンは包含し
ない。The valve metal in the present invention means aluminum, molybdenum, diopter, Kunkle, titanium, tungsten, zirconium, and alloys thereof, and does not include antimony.
また、電解槽に使用するための改良された電極は、金属
支持体と、該支持体上に塗布され酸化物の形態に変えら
れた硫酸すず含有化合物を有するコーティング材料と、
二酸化マンガンまたは二酸化鉛の群からえらはれたトッ
プコーティングとからつくることがわかった。An improved electrode for use in an electrolytic cell also includes a metal support and a coating material having a tin sulfate-containing compound applied onto the support and converted to an oxide form.
It has been found that a top coating selected from the group of manganese dioxide or lead dioxide can be made.
前記硫酸すず含有化合物は硫酸すずと同時に使用できる
形態ないし組合せもので、硫酸すず水和物、硫酸と硫酸
すず、温和な塩酸と硫酸すず、アルコール溶液と硫酸す
ず、硫酸溶液と塩化すず、硫酸溶液と塩化すず水和物な
どが挙げられる。The tin sulfate-containing compounds are in forms or combinations that can be used simultaneously with tin sulfate, such as tin sulfate hydrate, sulfuric acid and tin sulfate, mild hydrochloric acid and tin sulfate, alcohol solution and tin sulfate, sulfuric acid solution and tin chloride, sulfuric acid solution. and tin chloride hydrate.
本発明の電極コーティング組成物の改良された製造法は
、すすの揮発が現在問題となっている任意のすず化合物
を代替物として有する任意のコーティングの製造に用い
ることができる。The improved method of making electrode coating compositions of the present invention can be used to make any coating having as a substitute any tin compound for which soot volatilization is currently a problem.
過去において、すすを使用する電極コーティング組成物
は、沸点が低くそのため揮発の問題を生ずる塩化物の形
態の熱分解性化合物を利用してきた。In the past, electrode coating compositions using soot have utilized thermally decomposable compounds in the form of chlorides, which have low boiling points and therefore create volatilization problems.
本発明は、硫酸塩の形態のすずを使用するか、または硫
酸塩の形態のすすを生成するところの塩化物化合物と硫
酸とを使用する。The present invention uses tin in the sulfate form or chloride compounds and sulfuric acid which produce soot in the sulfate form.
この硫酸塩の形態のすすは簡単な分解機構により最終の
電極コーティング組成物中で酸化物の形態となるので、
ベーキングの際のすずの揮発は猛烈に減少する。This sulfate form of soot becomes the oxide form in the final electrode coating composition by a simple decomposition mechanism.
Tin volatilization during baking is drastically reduced.
このような電極コーティング組成物に対して使用する支
持体材料は、十分な機械的強さをもっていてコーティン
グの支持体として役立つ任意の導電性金属であることが
でき、典型的な金属の例は、アルミニウム、モルブデン
、ニオブ、クンタル、チタン、タングステン、ジルコニ
ウム、ニッケル、鋼、ステンレス鋼およびそれらの合金
である。The support material used for such electrode coating compositions can be any electrically conductive metal with sufficient mechanical strength to serve as a support for the coating; typical examples of metals include: Aluminum, molybdenum, niobium, quantal, titanium, tungsten, zirconium, nickel, steel, stainless steel and their alloys.
コスト、入手性、電気的および化学的性質に基づいて好
ましいバルブ金属はチタンである。The preferred valve metal is titanium based on cost, availability, electrical and chemical properties.
チタン支持体が電極の製造においてとることができる多
数の形態が存在し、その例は、丈夫なシー1へ材料、高
比率の開口面積をもつエキスバンドした金属メツシュ材
料、およびチタン粉末の冷間圧縮により製造できる純粋
チタンの30〜70%の密度をもつ多孔質チタンである
。There are a number of forms that titanium supports can take in the manufacture of electrodes, examples of which are tough sheet materials, expanded metal mesh materials with a high percentage of open area, and cold forming of titanium powder. It is a porous titanium with a density of 30 to 70% of pure titanium that can be produced by compression.
過去において、中間コーティングは−・般に支持体へ塗
装または塗布すべき混合物の材料の1つとして塩化第二
すず五水和物を使用した。In the past, intermediate coatings have generally used stannic chloride pentahydrate as one of the materials in the mixture to be painted or applied to the substrate.
本発明はすず硫酸塩物質または塩化第二すず五水和物と
硫酸とを使用してすずの硫酸塩形態を得る。The present invention uses a tin sulfate material or stannic chloride pentahydrate and sulfuric acid to obtain the tin sulfate form.
この硫酸塩形態は320℃付近の温度において簡単な分
解機構をもつので、これらの材料をベーキングしてそれ
ぞれの酸化物にする温度においてすすの大気中への揮発
は非常に少ない。Since this sulfate form has a simple decomposition mechanism at temperatures around 320° C., there is very little volatilization of soot into the atmosphere at the temperatures at which these materials are baked into their respective oxides.
このため半導電性中間コーティングは塗布回数を非常に
少なくして形成できるが、これに対して過去の方法では
所望範囲の生じたずずの重量を得るために材料の塗布を
数層に分けて行った。For this reason, semiconducting intermediate coatings can be formed in very few applications, whereas past methods require the application of material to be divided into several layers to obtain the desired range of resulting drop weights. went.
この半導電性中間コーティングの−Hに、二酸化マンガ
ンまたは二酸化鉛のトップコーティングを施して、すぐ
れた電流効率とすぐれた使用寿命とをもつ電極をつくる
ことができる。This semiconductive intermediate coating -H can be followed by a top coating of manganese dioxide or lead dioxide to create an electrode with excellent current efficiency and service life.
使用できる電極コーティング組成物を生成するために、
すず化合物を利用する電極コーティング組成物の他の例
は多数ある。To produce electrode coating compositions that can be used,
There are many other examples of electrode coating compositions that utilize tin compounds.
硫酸すず含有コーティング組成物を塗布する前に、多数
の他の組成物で支持体材料を予備コーティングできる。Prior to applying the tin sulfate-containing coating composition, the support material can be precoated with a number of other compositions.
チタン・ルテニウムおよびすすの二酸化物を含む単一層
のコーティング組成物は、参考としてここに加える米国
特許第3,855,092号にさらに記載されている。Single layer coating compositions containing titanium ruthenium and soot dioxide are further described in US Pat. No. 3,855,092, which is incorporated herein by reference.
次の参考例および実施例によって、本発明をさらに説明
する。The present invention will be further illustrated by the following reference examples and examples.
参考例 1
三塩化アンチモン、三塩化ルテニウムおよび種種のすず
含有化合物を、これらすべてが最終のすず/ルテニウム
の比の分析値に計算されかつこれに匹敵する初期のすず
/ルテニウムの比を与えるような量で、含有する溶液を
用いて支持体金属、この場合チタンをコーティングする
ことによって一連の電極をつくった。REFERENCE EXAMPLE 1 Antimony trichloride, ruthenium trichloride and various tin-containing compounds were added such that they all calculated into the final tin/ruthenium ratio analysis and gave a comparable initial tin/ruthenium ratio. A series of electrodes were made by coating a support metal, in this case titanium, with the solution containing the same amount.
これは各場合において起こるすずの揮発の量を示す。This indicates the amount of tin volatilization that occurs in each case.
初期のすず/ルテニウムの比は、コーティング溶液中の
出発物質の重量から決定した。The initial tin/ruthenium ratio was determined from the weight of starting material in the coating solution.
ルテニウム化合物は水をある程度吸収して水和物を形成
するので、この比においてルテニウムの初期量の計算で
ほぼ5係の不正確さが多少存在する。Since ruthenium compounds absorb some water and form hydrates, there is some inaccuracy in the calculation of the initial amount of ruthenium in this ratio, approximately by a factor of five.
これらの種々の材料を支持体材料に塗布したのち、これ
を酸化性ふん囲気中で475〜625℃の温度において
5〜10分間ベーキングして、各化合物をそれぞれの酸
化物に変えた。After these various materials were applied to the support material, it was baked in an oxidizing atmosphere at a temperature of 475 DEG to 625 DEG C. for 5 to 10 minutes to convert each compound to its respective oxide.
この方法を数回繰り返して、所望重量増加の層を形成し
た。This process was repeated several times to form layers of desired weight gain.
コーディング材料の量は、生じたすず/ルテニウムの比
に対して、観測される影響を及ぼさなかった。The amount of coating material had no observed effect on the resulting tin/ruthenium ratio.
したがって、任意の都合のよい重量のコーティング材料
を使用できた。Therefore, any convenient weight of coating material could be used.
これがいったん達成されたとき、溶融塩により触媒層を
チタン支持体からストリッピングし、次いでこれを水に
溶かして金属を沈殿させ、生じた溶液を原子吸収により
分析してコーティング材料中の最終のすず/ルテニウム
の比を確立することによって、最終のすず/ルテニウム
の比を決定した。Once this has been achieved, the catalyst layer is stripped from the titanium support with a molten salt, which is then dissolved in water to precipitate the metal, and the resulting solution is analyzed by atomic absorption to determine the final tin content in the coating material. The final tin/ruthenium ratio was determined by establishing the tin/ruthenium ratio.
これらの比と使用したすず化合物を、下表1に報告する
。These ratios and the tin compounds used are reported in Table 1 below.
塩化第二すず五水和物を使用するとき10対1程度のす
すの揮発損失が存在するが、これに対して使用した化合
物が硫酸と反応した塩化第二すず五水和物であるとき、
すすの損失は無視できることがわかる。When using stannic chloride pentahydrate, there is a volatilization loss of soot on the order of 10:1, whereas when the compound used is stannic chloride pentahydrate reacted with sulfuric acid,
It can be seen that the soot loss is negligible.
いくつかの場合において、硫酸塩の形態を使用したとき
、最終比は初期比より高いことさえある。In some cases, when using the sulfate form, the final ratio may even be higher than the initial ratio.
この原因はルテニウム化合物が水を含有し、多分ストリ
ッピングの間多少失なわれることによって起きた実験誤
差であると考えられる。This is believed to be due to experimental error caused by the ruthenium compound containing water, which was probably lost to some extent during stripping.
参考例 2
実質的に増加量のすすがコーティング中に保持されるこ
とを示す第2の実験を行った。Reference Example 2 A second experiment was conducted showing that substantially increased amounts of soot were retained in the coating.
この場合において、種々のすず含有化合物を用い、参考
例1に従う既知量の溶液混合物を、るつぼ中で焼成し、
原子吸収により残留物を分析した。In this case, a known amount of solution mixture according to Reference Example 1 using various tin-containing compounds is calcined in a crucible,
The residue was analyzed by atomic absorption.
焼成温度とサイクルは実施例■と同様であった。The firing temperature and cycle were the same as in Example ①.
この実験の結果を、このような焼成後コーティング材料
中に残る一定元素の百分率として、下表■に報告する。The results of this experiment are reported in Table 1 below as the percentage of certain elements remaining in the coating material after such firing.
表■から、硫酸塩形態のすすを使用すると、従来使用さ
れた塩化物形態のすすの使用に比べて、すすの保持率は
有意に高いことがわかる。From Table 1, it can be seen that the soot retention rate is significantly higher when using the sulfate form of soot than when using the previously used chloride form of soot.
参考例 3
硫酸塩形態の化合物のコーディング中のすす量に等しい
生成量を生ずるように大量の塩化物形態のすず化合物を
使用する電極と比較して、電極の半電解摺電位と使用寿
命を評価するため、一連の電極をつくつれ。Reference Example 3 Evaluating the half-electrolytic sliding potential and service life of an electrode in comparison with an electrode that uses a large amount of a tin compound in the chloride form to produce an amount equal to the amount of soot in the coating of the compound in the sulfate form. In order to do this, we created a series of electrodes.
25.1gの塩化第二すず五水和物は、硫酸と反応した
5、48gの塩化第二すず五水和物を含有する混合物と
ほぼ同じ量のすすを生ずることがわかった。It was found that 25.1 g of stannic chloride pentahydrate produced approximately the same amount of soot as a mixture containing 5.48 g of stannic chloride pentahydrate reacted with sulfuric acid.
この場合コーティングに硫酸塩形態を使用しないとほぼ
5倍量のすず化合物を必要とすることがわかる。It can be seen that in this case approximately five times as much tin compound is required if the sulfate form is not used in the coating.
また、これらの2種の材料をルテニウムの量(g/平方
フィート)を同じにしてチタン上に塗布すると、得られ
た電極は下表■に報告されているようにほぼ同じ半電解
摺電位と使用寿命を与えることがわかった。Additionally, when these two materials are coated on titanium with the same amount of ruthenium (g/sq ft), the resulting electrodes have approximately the same half-electrolytic sliding potential as reported in Table ■ below. It was found to give a long service life.
したがって、得られた電極から等しい使用寿命を生成す
るためには、硫酸塩形態のすすの量に対してほぼ5倍量
の塩化物形態のすすを必要とすることがわかる。It can therefore be seen that approximately five times the amount of soot in the chloride form is required relative to the amount of soot in the sulfate form to produce an equal service life from the resulting electrode.
このことは、かなり少ない量の硫酸塩形態のすず化合物
を使用でき、したがって一定の電極の使用寿命に対して
正味の製造経費が節約されることを意味する。This means that significantly lower amounts of the tin compound in sulfate form can be used, thus saving net manufacturing costs for a given electrode lifetime.
表■かられかるように、硫酸塩形態のすず化合物の再現
性は塩化物形態のすず化合物のそれよりかなり高いので
、電極の製造を大規模にするのは非常に容易となる。As can be seen from Table 3, the reproducibility of tin compounds in sulfate form is much higher than that of tin compounds in chloride form, making it very easy to manufacture electrodes on a large scale.
また、硫酸塩形態を使用すると、すすの大気中への揮発
はかなり少なくなるので、先行技術に関連する汚染の問
題を排除できる。Also, the use of the sulfate form results in significantly less soot volatilization into the atmosphere, thereby eliminating the pollution problems associated with the prior art.
実施例 1
チタンシー1へを塩酸と水の50150溶液中でエツチ
ングにより電拠サンプルを調製し、次いで30m1のブ
チルアルコール、9.79の5nC14・5F■20.
2mlのオルソブチルチタネートおよび6m12の硫酸
を含む電極被覆組成物で、三度の被覆の厚みに被覆し、
続いて酸化性ふん囲気中600°Cの温度でベーキング
した。Example 1 A conductive sample was prepared by etching a titanium sheet in a 50150 solution of hydrochloric acid and water, followed by 30 ml of butyl alcohol, 9.79 ml of 5nC14.5F 20.
coated with an electrode coating composition containing 2 ml orthobutyl titanate and 6 ml sulfuric acid to a thickness of three coats;
This was followed by baking at a temperature of 600°C in an oxidizing atmosphere.
次に、得られた電極サンプルを、陽極として150g/
lの硫酸を含む電解槽中、50℃の温度、第■表に記載
の電流密度で試1験し、表■に示す如き、抵抗のある場
合とない場合の両方における、酸素の単位電極電位が得
られた。Next, the obtained electrode sample was used as an anode at a rate of 150g/
One test was carried out in an electrolytic bath containing 50°C of sulfuric acid at a temperature of 50°C and the current density listed in Table 1, and the unit electrode potential of oxygen in both cases with and without resistance as shown in Table Obtained.
実施例 2
1.192,9の塩化ルテニウム、5.74gの塩化す
ず、5.581nlのブチルチクネート、7.6 rn
lの硫酸、および]、11.22mのブタノールを含む
溶液でチタンメツシュ基体材料を被覆して電極サンプル
を調整した。Example 2 1.192,9 ruthenium chloride, 5.74 g tin chloride, 5.581 nl butyl ticunate, 7.6 rn
Electrode samples were prepared by coating the titanium mesh substrate material with a solution containing 1 ml of sulfuric acid, and 11.22 ml of butanol.
次いで、該電極サンプルを450℃の温度で7分間加熱
した。The electrode sample was then heated at a temperature of 450° C. for 7 minutes.
この手順をさらに10回繰り返して最終被覆物を得た。This procedure was repeated ten more times to obtain the final coating.
得られた電極を、塩化すl−IJウム電解液を用いて塩
素と苛性ソーダを製造する通常の水銀電解槽で試験した
。The resulting electrode was tested in a conventional mercury electrolyzer in which chlorine and caustic soda are produced using a sulfur chloride electrolyte.
所定の電流密度において、電極は対応するDSAタイプ
の電極よりも0.04ボルト抵い平均電位を示した。At a given current density, the electrode exhibited an average potential 0.04 volts lower than the corresponding DSA type electrode.
かくして、好ましい態様の前記説明から明らかなよ・う
に、ここに記載した組成物は本発明の目的を達成し、そ
して電極コーティング組成物の製造および電気化学的製
造用電解槽に使用する電極に付随する問題を解決した。Thus, as is apparent from the foregoing description of the preferred embodiments, the compositions described herein achieve the objectives of the present invention and are suitable for use in the manufacture of electrode coating compositions and in electrodes used in electrolytic cells for electrochemical production. Solved the problem.
Claims (1)
に硫酸すず化合物およびバルブ金属化合物を含有するコ
ーティング材料を施し、該コーティング材料を乾燥し、
そして該コーティング材料を酸化性ふん囲気中でベーキ
ングして該すず化合物およびバルブ金属化合物をその酸
化物の形態にすることを特徴とする電極の製造方法。 2 支持体を選び、該支持体の表面の少なくとも一部分
に硫酸すず化合物、バルブ金属化合物およびルテニウム
化合物を含有するコーティング材料を施し、該コーティ
ング材料を乾燥し、そして該コーティング材料を酸化性
ふん囲気中でベーキングして該すず化合物、バルブ金属
化合物およびルテニウム化合物をその酸化物の形態にす
ることを特徴とする電極の製造方法。 3 該バルブ金属化合物はチタン化合物である特許請求
の範囲第1項又は第2項記載の方法。[Scope of Claims] 1. Select a support, apply a coating material containing a tin sulfate compound and a valve metal compound to at least a portion of the surface of the support, and dry the coating material,
and baking the coating material in an oxidizing atmosphere to convert the tin compound and the valve metal compound into their oxide forms. 2. Select a support, apply a coating material containing a tin sulfate compound, a valve metal compound, and a ruthenium compound to at least a portion of the surface of the support, dry the coating material, and place the coating material in an oxidizing atmosphere. A method for producing an electrode, comprising baking the tin compound, the valve metal compound, and the ruthenium compound in the form of their oxides. 3. The method according to claim 1 or 2, wherein the valve metal compound is a titanium compound.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US66720276A | 1976-03-15 | 1976-03-15 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS55100989A JPS55100989A (en) | 1980-08-01 |
| JPS5822551B2 true JPS5822551B2 (en) | 1983-05-10 |
Family
ID=24677240
Family Applications (5)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP52026870A Expired JPS586786B2 (en) | 1976-03-15 | 1977-03-11 | Improved electrode manufacturing method |
| JP54173857A Expired JPS5822551B2 (en) | 1976-03-15 | 1979-12-27 | Improved electrode manufacturing method |
| JP56148663A Pending JPS5782477A (en) | 1976-03-15 | 1981-09-19 | Production of electrode |
| JP56148662A Expired JPS5833313B2 (en) | 1976-03-15 | 1981-09-19 | Electrode coating composition |
| JP57161537A Expired JPS5930791B2 (en) | 1976-03-15 | 1982-09-16 | Electrode manufacturing method |
Family Applications Before (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP52026870A Expired JPS586786B2 (en) | 1976-03-15 | 1977-03-11 | Improved electrode manufacturing method |
Family Applications After (3)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56148663A Pending JPS5782477A (en) | 1976-03-15 | 1981-09-19 | Production of electrode |
| JP56148662A Expired JPS5833313B2 (en) | 1976-03-15 | 1981-09-19 | Electrode coating composition |
| JP57161537A Expired JPS5930791B2 (en) | 1976-03-15 | 1982-09-16 | Electrode manufacturing method |
Country Status (20)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (5) | JPS586786B2 (en) |
| AU (1) | AU516392B2 (en) |
| BE (1) | BE852419A (en) |
| BR (1) | BR7701546A (en) |
| CA (1) | CA1094891A (en) |
| CH (1) | CH619492A5 (en) |
| DD (1) | DD131043A5 (en) |
| DE (1) | DE2710802C3 (en) |
| DK (1) | DK110877A (en) |
| FI (1) | FI65284C (en) |
| FR (1) | FR2344644A1 (en) |
| GB (2) | GB1573173A (en) |
| IT (1) | IT1086682B (en) |
| MX (1) | MX145434A (en) |
| NL (1) | NL7702742A (en) |
| NO (1) | NO148751C (en) |
| PL (1) | PL110048B1 (en) |
| SE (1) | SE427192B (en) |
| TR (1) | TR20097A (en) |
| ZA (1) | ZA771521B (en) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2710802C3 (en) * | 1976-03-15 | 1980-04-03 | Diamond Shamrock Corp., Cleveland, Ohio (V.St.A.) | Process for the production of electrodes for electrolytic cells |
| JPS60162787A (en) * | 1984-01-31 | 1985-08-24 | Tdk Corp | Electrode for electrolysis |
| JPS6254017U (en) * | 1985-09-25 | 1987-04-03 | ||
| JPS62274087A (en) * | 1986-05-22 | 1987-11-28 | Permelec Electrode Ltd | Durable electrode for electrolysis and its production |
| JPH0218722U (en) * | 1988-07-25 | 1990-02-07 | ||
| GB2301413B (en) * | 1995-05-31 | 1999-03-10 | Titus Int Plc | Joint forming devices |
| JP5309813B2 (en) * | 2008-09-05 | 2013-10-09 | アタカ大機株式会社 | Oxygen generating electrode |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1244650A (en) * | 1968-10-18 | 1971-09-02 | Ici Ltd | Electrodes for electrochemical processes |
| DE2113676C2 (en) * | 1971-03-20 | 1985-09-12 | Conradty GmbH & Co Metallelektroden KG, 8505 Röthenbach | Electrode for electrochemical processes |
| US3793164A (en) * | 1973-04-19 | 1974-02-19 | Diamond Shamrock Corp | High current density brine electrolysis |
| US3875043A (en) * | 1973-04-19 | 1975-04-01 | Electronor Corp | Electrodes with multicomponent coatings |
| US3882002A (en) * | 1974-08-02 | 1975-05-06 | Hooker Chemicals Plastics Corp | Anode for electrolytic processes |
| US4040939A (en) * | 1975-12-29 | 1977-08-09 | Diamond Shamrock Corporation | Lead dioxide electrode |
| US4028215A (en) * | 1975-12-29 | 1977-06-07 | Diamond Shamrock Corporation | Manganese dioxide electrode |
| DE2710802C3 (en) * | 1976-03-15 | 1980-04-03 | Diamond Shamrock Corp., Cleveland, Ohio (V.St.A.) | Process for the production of electrodes for electrolytic cells |
-
1977
- 1977-03-11 DE DE2710802A patent/DE2710802C3/en not_active Expired
- 1977-03-11 JP JP52026870A patent/JPS586786B2/en not_active Expired
- 1977-03-11 CA CA273,774A patent/CA1094891A/en not_active Expired
- 1977-03-14 NL NL7702742A patent/NL7702742A/en active Search and Examination
- 1977-03-14 BE BE175750A patent/BE852419A/en not_active IP Right Cessation
- 1977-03-14 GB GB10704/77A patent/GB1573173A/en not_active Expired
- 1977-03-14 ZA ZA00771521A patent/ZA771521B/en unknown
- 1977-03-14 MX MX168351A patent/MX145434A/en unknown
- 1977-03-14 DD DD7700197839A patent/DD131043A5/en unknown
- 1977-03-14 SE SE7702837A patent/SE427192B/en unknown
- 1977-03-14 BR BR7701546A patent/BR7701546A/en unknown
- 1977-03-14 PL PL1977196653A patent/PL110048B1/en unknown
- 1977-03-14 NO NO770908A patent/NO148751C/en unknown
- 1977-03-14 DK DK110877A patent/DK110877A/en not_active Application Discontinuation
- 1977-03-14 CH CH316177A patent/CH619492A5/en not_active IP Right Cessation
- 1977-03-14 GB GB23725/79A patent/GB1573297A/en not_active Expired
- 1977-03-14 FI FI770806A patent/FI65284C/en not_active IP Right Cessation
- 1977-03-14 IT IT48463/77A patent/IT1086682B/en active
- 1977-03-14 FR FR7707474A patent/FR2344644A1/en active Granted
- 1977-03-15 AU AU23212/77A patent/AU516392B2/en not_active Expired
- 1977-03-15 TR TR20097A patent/TR20097A/en unknown
-
1979
- 1979-12-27 JP JP54173857A patent/JPS5822551B2/en not_active Expired
-
1981
- 1981-09-19 JP JP56148663A patent/JPS5782477A/en active Pending
- 1981-09-19 JP JP56148662A patent/JPS5833313B2/en not_active Expired
-
1982
- 1982-09-16 JP JP57161537A patent/JPS5930791B2/en not_active Expired
Also Published As
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3948751A (en) | Valve metal electrode with valve metal oxide semi-conductive face | |
| US3878083A (en) | Anode for oxygen evolution | |
| US4070504A (en) | Method of producing a valve metal electrode with valve metal oxide semi-conductor face and methods of manufacture and use | |
| CA1045583A (en) | Long-term electrode for electrolytic processes | |
| US3657102A (en) | Electrolytic anode | |
| KR100227556B1 (en) | Electrolytic electrode | |
| US4331528A (en) | Coated metal electrode with improved barrier layer | |
| US4125449A (en) | Transition metal oxide electrodes | |
| US4243503A (en) | Method and electrode with admixed fillers | |
| EP0014596A1 (en) | Method for producing electrodes having mixed metal oxide catalyst coatings | |
| JPS6136075B2 (en) | ||
| US4040939A (en) | Lead dioxide electrode | |
| HU199575B (en) | Electrodes applicable by electrolise and process for their production | |
| EP0247262A1 (en) | Anodes containing iridium based amorphous metal alloys and use thereof as halogen electrodes | |
| US4318795A (en) | Valve metal electrode with valve metal oxide semi-conductor face and methods of carrying out electrolysis reactions | |
| JPS5822551B2 (en) | Improved electrode manufacturing method | |
| FI84496B (en) | ANOD FOER ANVAENDNING FOER FRAMSTAELLNING AV VAETEPEROXIDLOESNING OCH FOERFARANDE FOER FRAMSTAELLNING AV ANODEN. | |
| CA1088026A (en) | Stable electrode for electrochemical applications | |
| US4049532A (en) | Electrodes for electrochemical processes | |
| US4107025A (en) | Stable electrode for electrochemical applications | |
| NO793526L (en) | ELECTROLYCLE CELL ELECTRODE AND PROCEDURES IN MANUFACTURING THEREOF | |
| KR20220091502A (en) | Electrode for electrochemical generation of hydrogen | |
| JPS62161975A (en) | Electrode used in electrolytic cell and its production | |
| US3677917A (en) | Electrode coatings | |
| JP2836890B2 (en) | Electrode for organic matter electrolysis and method for producing the same |