一种电极及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开一种电极，包括电极基体，以及覆盖在所述电极基体表面的涂层；其中，所述涂层由钌、钛以及铅和/或钽的氧化物组成，所述涂层中，钌氧化物的质量百分比含量以Ru计为20～30％，钛氧化物的质量百分比含量以Ti计为10～55％，余量为铅和/或钽的氧化物，铅氧化物的质量百分比含量以Pb计，钽氧化物的质量百分比含量以Ta计。本发明专利技术的电极能够克服现有Ru‑Ti或者Ru‑Ir‑Ti的涂层电极在电解生产氯酸盐中易沉积FePO4的不足，减少FePO4沉积对生产带来的影响。

A kind of electrode and its preparation method and Application

The present invention discloses an electrode including an electrode matrix and a coating covered on the surface of the electrode matrix, wherein the coating is composed of ruthenium, titanium and oxides of lead and / or tantalum. The mass percentage content of the ruthenium oxide is 20 to 30% in the coating, and the mass percentage content of the titanium oxide is measured by the Ru. For 10 to 55%, the residual amount is oxide of lead and / or tantalum, the mass percentage of lead oxide is Pb, and the mass percentage of tantalum oxide is Ta. The electrode of the present invention can overcome the deficiency of the existing Ru Ti or the coating electrode of the Ru Ir Ti in the electrolytic production of chlorate salt, and reduce the effect of FePO4 deposition on the production.

【技术实现步骤摘要】
一种电极及其制备方法和应用
本专利技术涉及一种电极，更具体地讲涉及一种用于电解生产氯酸盐的电极。
技术介绍
氯酸盐是重要的化学品，广泛用于漂白的二氧化氯的原料。氯酸盐通常通过电解相应的氯化物得到，电解的反应过程为：MCl+H2O→MClO3+H2，M为金属离子，如碱金属离子。在电解生产氯酸盐中，传统采用Ru-Ti或者Ru-Ir-Ti的涂层电极作为阳极，即在电极基体(如钛)上涂覆钌和钛的混合氧化物涂层或者涂覆钌、铱和钛的混合氧化物涂层，Ru-Ti成本低廉，电流效率97％，使用年限3-4年，Ru-Ir-Ti具有更高的耐蚀性，使用年限7-8年，但成本高昂，电流效率96％。在实际生产中，由于电解液中含有Fe3+及PO43-离子，上述涂层电极在生产过程均存在沉积FePO4的问题，导致降低电流效率，电槽电压升高，使得氯酸盐生产企业每1-3个月需停产以处理去除阳极表面的FePO4。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有电解生产氯酸盐中阳极存在的上述问题，提供一种不易沉积FePO4的电极。为了解决上述技术问题，本专利技术提供了如下的技术方案：一种电极，包括电极基体，以及覆盖在所述电极基体表面的涂层；其中，所述涂层由钌、钛以及铅和/或钽的氧化物组成，所述涂层中，钌氧化物的质量百分比含量以Ru计为20～30％，钛氧化物的质量百分比含量以Ti计为10～55％，余量为铅和/或钽的氧化物，铅氧化物的质量百分比含量以Pb计，钽氧化物的质量百分比含量以Ta计。附图说明附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1是现有商业用Ru-Ti涂层电极表面的电镜图；图2是现有商业用Ru-Ir-Ti涂层电极表面的电镜图；图3是实施例1涂层电极表面的电镜图；图4是实施例3涂层电极表面的电镜图；图5是现有商业用涂层电极在电解生产氯酸盐时电压变化曲线；图6是本专利技术实施例1涂层电极在电解生产氯酸盐时电压变化曲线。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。一种电极，包括电极基体，以及覆盖在所述电极基体表面的涂层；其中，所述涂层由钌、钛以及铅和/或钽的氧化物组成，所述涂层中，钌氧化物的质量百分比含量以Ru计为20～30％，钛氧化物的质量百分比含量以Ti计为10～55％，余量为铅和/或钽的氧化物，铅氧化物的质量百分比含量以Pb计，钽氧化物的质量百分比含量以Ta计。优选地，所述涂层中，钌氧化物的质量百分比含量以Ru计为20～30％，钛氧化物的质量百分比含量以Ti计为40～55％，钽氧化物的质量百分比含量以Ta计为15～0％，余量为铅氧化物。优选地，所述电极基体为钛。优选地，所述电极基体表面钌氧化物以Ru计的负载量为5～15g/m2。上电极的制备方法，包括将钌、钛以及铅和/或钽的前体化合物涂在所述电极基体表面，经烧结分解，得到所述的电极。优选地，先将钌、钛以及铅和/或钽的前体化合物溶于溶剂得到涂液，再将涂液涂在电极基体表面。涂覆的方式可以是喷涂、浸涂或旋涂。优选地，所述钌、钛以及铅和/或钽的前体化合物为硝酸钌、三氯化钌、四氯化钛、钛酸丁酯、醋酸铅、五氯化钽。优选地，所述烧结温度为400～600℃，时间5～60分钟。上述电极作为电解生产氯酸盐的阳极的应用。一种电解生产氯酸盐的电解槽，包括阳极、阴极，以及为阳极和阴极提供电流的电源，采用本专利技术的上述电极作为阳极。电解生产氯酸盐过程中防止阳极表面沉积磷酸铁的方法，包括在阳极的表面覆盖一涂层，所述涂层由钌、钛以及铅和/或钽的氧化物组成，所述涂层中，钌氧化物的质量百分比含量以Ru计为20～30％，钛氧化物的质量百分比含量以Ti计为55～10％，余量为铅和/或钽的氧化物，铅氧化物的质量百分比含量以Pb计，钽氧化物的质量百分比含量以Ta计。实施例1按Ru:Pb:Ti＝25％:20％:55％(质量百分比)，通过乙二醇溶解硝酸钌、钛酸丁酯和醋酸铅，制得涂液，将涂液涂覆在钛电极基体上(每次涂覆量为15-20ml/m2)，涂覆后经100℃烘干60分钟，再由400℃烧制60分钟，烧制过程中，需要通入O2以提供富氧气氛(确保硝酸钌、钛酸丁酯和醋酸铅完全热分解转化成相应的氧化物)，重复以上动作10-20次，控制钛电极基体上钌氧化物(以Ru计)的负载量为10g/m2。实施例2按Ru:Pb:Ta:Ti＝20％:20％:15％:45％(质量百分比)，通过乙二醇溶解三氯化钌、四氯化钛、醋酸铅和五氯化钽，制得涂液，将涂液涂覆在钛电极基体上(每次涂覆量为15-20ml/m2)，涂覆后经120℃烘干60分钟，再由600℃烧制5分钟，烧制过程中通入O2，重复以上动作10-20次，控制钛电极基体上钌氧化物(以Ru计)的负载量为5g/m2。实施例3按Ru:Ta:Ti＝30％:60％:10％(质量百分比)，通过乙二醇溶解三氯化钌、四氯化钛和五氯化钽，制得涂液，将涂液涂覆在钛电极基体上(每次涂覆量为15-20ml/m2)，涂覆后经120℃烘干60分钟，再由500℃烧制50分钟，重复以上动作10-20次，控制钛电极基体上钌氧化物(以Ru计)的负载量为5g/m2。图1-4是Ru-Ti涂层电极、Ru-Ir-Ti涂层电极及本专利技术电极表面的电镜图。图5-6是现有商业用涂电极及本专利技术实施例1涂层电极(阳极)在电解生产氯酸盐时电压变化曲线，其中，图5中曲线A为商业用Ru-Ti涂层电极，曲线B为商业用Ru-Ir-Ti涂层电极，图6中曲线C为商业用Ru-Ir-Ta-Ti涂层电极，曲线D为实施例1涂层电极。开始活化阶段为电流密度50A/m2，实验阶段(按12ppmFe+100ppmP加入铁离子和磷酸根离子)为200A/m2，活化和实验阶段均采用饱和食盐水，温度为20±5摄氏度。由电压变化趋势可以看出，本专利技术的涂层电极可以有效避免FePO4在电极表面的沉积。最后应说明的是：以上所述仅为本专利技术的优选实施例而已，并不用于限制本专利技术，尽管参照前述实施例对本专利技术进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本专利技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电极，包括电极基体，以及覆盖在所述电极基体表面的涂层；其中，所述涂层由钌、钛以及铅和/或钽的氧化物组成，所述涂层中，钌氧化物的质量百分比含量以Ru计为20～30％，钛氧化物的质量百分比含量以Ti计为10～55％，余量为铅和/或钽的氧化物，铅氧化物的质量百分比含量以Pb计，钽氧化物的质量百分比含量以Ta计。

【技术特征摘要】
1.一种电极，包括电极基体，以及覆盖在所述电极基体表面的涂层；其中，所述涂层由钌、钛以及铅和/或钽的氧化物组成，所述涂层中，钌氧化物的质量百分比含量以Ru计为20～30％，钛氧化物的质量百分比含量以Ti计为10～55％，余量为铅和/或钽的氧化物，铅氧化物的质量百分比含量以Pb计，钽氧化物的质量百分比含量以Ta计。2.根据权利要求1所述的电极，其特征在于：所述电极基体为钛。3.根据权利要求1所述的电极，其特征在于：所述电极基体表面钌氧化物以Ru计的负载量为5～15g/m2。4.权利要求1所述电极的制备方法，包括将钌、钛以及铅和/或钽的前体化合物涂在所述电极基体表面，经烧结分解，得到所述的电极。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：先将钌、钛以及铅和/或钽的前体化合物溶于溶剂得到涂液，再将涂液涂在电极基体表面。6.根据权利要求4所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐坚，唐宏，陈晓丽，
申请(专利权)人：江苏安凯特科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32