电解用电极和制造电解用电极的方法技术

本发明专利技术抑制复合层的分离。导电基板(2)含有至少钛。中间层(3)设置在导电基板(2)的主表面(21)上。复合层(4)设置在中间层(3)上。复合层(4)具有多个钽层(41)和催化剂层(42)。催化剂层(42)中的每一个均含有铂和铱。钽层(41)中的每一个均由氧化钽、钽或氧化钽和钽的混合物制成。在复合层(4)中，多个催化剂钽层(41)和多个催化剂层(42)在导电基板(2)的厚度方向(D1)上一层一层地交替堆叠。在复合层(4)中，多个钽层(41)中的一个是最靠近导电基板(2)的主表面(21)的底层。在复合层(4)中，多个催化剂层(42)中的一个是距导电基板(2)的主表面(21)最远的顶层。顶层。顶层。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电解用电极和制造电解用电极的方法


[0001]本公开总体上涉及电解用电极和用于制造电解用电极的方法，并且更具体地涉及一种电解用电极和一种用于制造适用于电解盐水以产生氯气的电解用电极的方法。

技术介绍

[0002]已知存在一种生产次氯酸的技术，该技术包括电解通过向自来水中加入盐而获得的稀盐水，以产生氯气，并将由此产生的氯气与水反应以产生次氯酸(参见专利文献1)。
[0003]专利文献1公开了一种电解用电极，其包括：由钛或钛合金制成的电极体；设置在电极体上的氧化钛层；设置在氧化钛层上的中间氧化物层，该中间氧化物层由复合物制成，该复合物含有以金属换算计在3至30摩尔％范围内的氧化铱和在70至97摩尔％范围内的氧化钽；以及设置在中间氧化物层上的复合体，该复合体含有以金属换算计在2至35摩尔％范围内的氧化铑、在30至80摩尔％范围内的氧化铱、在6至35摩尔％范围内的氧化钽和在12至62摩尔％的范围内的铂。
[0004]期望电解用电极不太可能引起复合层的分离，以增加电极的寿命，所述复合层含有用作催化剂的铱。
[0005]引用列表
[0006]专利文献
[0007]专利文献1：JP 2009
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52069 A

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的是提供不太可能引起复合层分离的电解用电极和制造电解用电极的方法。
[0009]根据本公开的一个方面的电解用电极包括导电基板(substrate)、中间层和复合层。导电基板含有至少钛。中间层设置在导电基板的主表面上。复合层设置在中间层上。复合层包括多个钽层和多个催化剂层。多个钽层中的每一个由氧化钽、钽，或氧化钽和钽的混合物制成。多个催化剂层中的每一个均含有铂和铱。在复合层中，多个钽层和多个催化剂层在导电基板的厚度方向上一层一层地交替堆叠，复合层具有最靠近导电基板的主表面的底层，底层由多个钽层中的一个钽层构成。复合层具有距导电基板最远的顶层，该顶层由多个催化剂层中的一个催化剂层构成。
[0010]根据本专利技术另一方面的一种制造电解用电极的方法包括中间层形成工序和复合层形成工序。中间层形成工序包括在含有钛的导电基板的主表面上形成中间层。复合层形成工序包括在中间层上形成复合层。复合层具有使多个钽层和多个催化剂层一层一层地交替的层叠结构。多个钽层中的每一个由氧化钽、钽，或氧化钽和钽的混合物制成。多个催化剂层中的每一个均含有铂和铱。复合层形成工序包括第一工序、第二工序和第三工序。第一工序包括将含有钽的溶液施加到中间层上，随后在第一规定温度下烧制以形成多个钽层中的构成层叠结构的底层的钽层。第二工序包括重复第一步骤和第二步骤以形成层叠体，所
述层叠体用作层叠结构的除构成底层的钽层之外的剩余部分的基础。第一步骤包括施加含有铂和铱的溶液，随后在第二规定温度下加热和干燥以形成用作多个催化剂层中的一个催化剂层的基础的层。第二步骤包括施加含有钽的溶液，随后在第三规定温度下加热和干燥，以形成用作多个钽层中的除构成底层的钽层之外的一个钽层的基础的层。第三工序包括在高于第二规定温度和第三规定温度中的每一个的第四规定温度下烧制层叠体，以形成多个催化剂层和多个钽层中的除构成底层的钽层之外的钽层以及从催化剂层的主表面凹入的多个裂缝，该主表面是远离中间层的表面。
[0011]根据本公开的又一方面的电解用电极包括导电基板、中间层和复合层。导电基板含有至少钛。中间层设置在导电基板的主表面上。复合层设置在中间层上。复合层包括多个钽层和多个催化剂层。多个钽层中的每一个由氧化钽、钽，或氧化钽和钽的混合物制成。多个催化剂层中的每一个均含有铂和铱。在复合层中，多个钽层和多个催化剂层在导电基板的厚度方向上一层一层地交替堆叠，复合层具有最靠近导电基板的主表面的底层，底层由多个钽层中的一个钽层构成。复合层具有距导电基板最远的顶层，该顶层由多个钽层中的另一个钽层构成。复合层具有远离中间层的主表面。电解用电极具有从复合层的主表面凹入的多个凹部。多个凹部中的每一个具有使得多个凹部中的每一个制作为完全穿过多个催化剂层中的至少一个催化剂层的深度。
附图说明
[0012]图1是根据第一实施方案的电解用电极的截面图；
[0013]图2是电解用电极的平面图；
[0014]图3A至图3D是说明了用于制造电解用电极的方法的工序的截面图；
[0015]图4是表示电解用电极的耐久性试验结果的图；
[0016]图5A至图5D是用于说明电解用电极具有改进的耐久性的推测机制的图；
[0017]图6是根据第二实施方案的电解用电极的截面图；
[0018]图7A至图7E是说明了用于制造电解用电极的方法的工序的截面图；并且
[0019]图8是根据变型的电解用电极的截面图。
具体实施方式
[0020]第一和第二实施方案等的以下描述中将要参考的图1、2、3A至3D、5A至5D、6、7A至7E和8都是示意性表示。图中所示的各个构成元件的包括厚度在内的尺寸的比例并不总是反映它们的实际尺寸比例。
[0021](第一实施方案)
[0022](1)概述
[0023]参照图1至3D解释了根据第一实施方案的电解用电极1。
[0024]电解用电极1可以是适用于电解盐水以产生氯气的电极。例如，盐水可以是含盐水。电解用电极1可以用于电解盐水的系统。这种系统包括从电源将直流电压施加在它们之间的阳极和阴极。在该系统中，电解用电极1可以用作阳极。该系统可电解盐水以产生氯气，并且可以通过使所产生的氯气与水反应来产生次氯酸。
[0025](2)电解用电极的部件
[0026]电解用电极1包括导电基板2、中间层3和复合层4。
[0027]将更详细地解释电解用电极1的部件。
[0028](2.1)导电基板
[0029]导电基板2包括主表面21(下文也称为“第一主表面21”)和与第一主表面21相对的第二主表面22。导电基板2具有矩形的平面形状(从导电基板2的厚度方向D1看，导电基板2的轮廓的形状)。导电基板2具有例如在100μm至2mm范围内的厚度，并且作为示例该厚度可以为500μm。例如，导电基板2在平面图中具有25mm
×
60mm的尺寸。
[0030]导电基板2含有至少钛。导电基板2例如是钛基板。导电基板2的材料可以是钛或含有钛作为主要成分的合金(下文称为“钛合金”)。钛合金的例子包括钛
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钯合金、钛
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镍
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钌合金、钛
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钽合金、钛
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铝合金、钛
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铝
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钒合金等。
[0031]导电基板2的第一主表面21可以优选地是不平坦的。这可以有助于增加对中间层3的粘附。根据第一实施方案的电解用电极1，在设置中间层3之前将导电基板2的第一主表面21粗糙化。在导电基板2的第一主表面21的表面粗糙度方面，例如，其粗糙度轮廓的算术平均偏差Ra为0.3μ本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种电解用电极，其包括：含有至少钛的导电基板；在所述导电基板的主表面上的中间层；和在所述中间层上的复合层，所述复合层包括：多个钽层，其每一个由氧化钽、钽，或氧化钽和钽的混合物制成，和多个催化剂层，其每一个均含有铂和铱，所述多个钽层和所述多个催化剂层在所述导电基板的厚度方向上一层一层地交替堆叠，所述复合层的最靠近所述导电基板的所述主表面的底层由所述多个钽层中的一个钽层构成，并且所述复合层的距所述导电基板最远的顶层由所述多个催化剂层中的一个催化剂层构成。2.根据权利要求1所述的电解用电极，其中，所述复合层具有远离所述中间层的主表面，所述电解用电极具有从所述复合层的所述主表面凹入的多个凹部，所述多个凹部中的每一个都具有深度，所述深度是：大于所述复合层的所述主表面与所述多个催化剂层中的距所述导电基板第二远的催化剂层之间的距离；并且小于或等于所述复合层的所述主表面与所述中间层之间的距离。3.根据权利要求2所述的电解用电极，其中所述多个凹部中的每一个的深度小于或等于所述复合层的所述主表面与所述底层之间的距离。4.根据权利要求2或3所述的电解用电极，其中所述多个凹部中的每一个是在从厚度方向看的平面图中线性延伸的裂缝。5.根据权利要求4所述的电解用电极，其中所述多个凹部中的每一个具有在0.3μm至3μm范围内的宽度。6.根据权利要求4或5所述的电解用电极，其中S2相对于S1+S2的百分比落在5％至50％的范围内，其中S1表示在从所述导电基板的厚度方向看的所述平面图中的所述复合层的所述主表面的面积，并且S2表示在从所述导电基板的厚度方向看的所述平面图中的所述复合层的所述主表面中的所述多个凹部的开口面积的总面积。7.根据权利要求6所述的电解用电极，其中，所述多个凹部中的至少一个凹部在从所述导电基板的厚度方向看的所述平面图中以0.01mm2的正方形区域存在，以0.01mm2的正方形区域存在的所述至少一个凹部的每个开口边缘的总长度大于或等于1mm。8.根据权利要求1至7中任一项所述的电解用电极，其中所述多个催化剂层中的每一个均是多孔层。9.根据权利要求1至8中任一项所述的电解用电极，其中，
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【专利技术属性】
技术研发人员：M，
申请(专利权)人：松下知识产权经营株式会社，
类型：发明
国别省市：