ES2951964T3 - Proceso de clorato electrolítico usando cátodo selectivo - Google Patents
Proceso de clorato electrolítico usando cátodo selectivo Download PDFInfo
- Publication number
- ES2951964T3 ES2951964T3 ES19779899T ES19779899T ES2951964T3 ES 2951964 T3 ES2951964 T3 ES 2951964T3 ES 19779899 T ES19779899 T ES 19779899T ES 19779899 T ES19779899 T ES 19779899T ES 2951964 T3 ES2951964 T3 ES 2951964T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- titanium
- process according
- electrocatalytic
- layer
- chlorate
- 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.)
- Active
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
- C25B11/052—Electrodes comprising one or more electrocatalytic coatings on a substrate
- C25B11/053—Electrodes comprising one or more electrocatalytic coatings on a substrate characterised by multilayer electrocatalytic coatings
-
- 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
- C25B1/00—Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
- C25B1/01—Products
- C25B1/02—Hydrogen or oxygen
- C25B1/04—Hydrogen or oxygen by electrolysis of water
-
- 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
- C25B1/00—Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
- C25B1/01—Products
- C25B1/24—Halogens or compounds thereof
- C25B1/26—Chlorine; Compounds thereof
- C25B1/265—Chlorates
-
- 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
- C25B11/052—Electrodes comprising one or more electrocatalytic coatings on a substrate
-
- 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
- C25B11/055—Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier characterised by the substrate or carrier material
- C25B11/057—Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier characterised by the substrate or carrier material consisting of a single element or compound
-
- 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
- C25B11/075—Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier characterised by the electrocatalyst material consisting of a single catalytic element or catalytic compound
- C25B11/077—Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier characterised by the electrocatalyst material consisting of a single catalytic element or catalytic compound the compound being a 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)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Electrodes For Compound Or Non-Metal Manufacture (AREA)
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
La presente invención se refiere a un proceso para la producción de clorato de metal alcalino en una celda electrolítica de un solo compartimento, que evita la necesidad de agregar dicromato de sodio al proceso, en el que las reacciones secundarias no deseadas se reducen mediante el uso de un cátodo que tiene una tapa electrocatalítica. capa sobre un sustrato que opcionalmente también tiene una o más capas intermedias. La capa electrocatalítica superior comprende un óxido de manganeso y/o cerio. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
d e s c r ip c ió n
Proceso de clorato electrolítico usando cátodo selectivo
La presente invención se refiere a un proceso de clorato electrolítico que emplea un cátodo que comprende un sustrato de electrodo conductor y una capa electrocatalítica en una celda electrolítica no dividida, con una solución de electrolito que contiene cloruro de metal alcalino.
La producción electrolítica de clorato de metal alcalino, y especialmente de clorato de sodio, es bien conocida. El clorato de metal alcalino es un producto químico importante, particularmente en la industria de la pasta de celulosa y el papel como materia prima para la producción de dióxido de cloro que se usa ampliamente para el blanqueo. Convencionalmente, se produce por electrólisis de cloruros de metales alcalinos en celdas electrolíticas no divididas. Una solución de salmuera altamente concentrada con clorato de sodio se somete a electrólisis y una serie de reacciones electroquímicas y químicas conducen a la formación de NaClOa. En el cátodo se libera hidrógeno mientras que en el ánodo se produce cloro gaseoso de acuerdo con las ecuaciones (1) y (2).
2 H2O 2e- — 20H- H2 (1)
2Cl- — Cl2 + 2e- (2)
El cloro producido se hidroliza en la solución de salmuera para producir ácido hipocloroso y ácido clorhídrico (ecuación 3). El ácido hipocloroso, dependiendo del pH de la solución, forma iones hipoclorito (ecuación 4). Estos dos intermedios, el ácido hipocloroso y el ion hipoclorito, reaccionan entre sí para formar clorato (ecuación 5).
Cl2 + H20 — HOCI HCl (3)
HOCI — CIO- H+ (4)
2HOCI CIO- — CIOO3 2CI- 2H+ (5)
Pueden ocurrir otras reacciones no deseadas que reducen la eficiencia de la celda y, por tanto, se requerirán mayores cantidades de energía Junto con una mayor pérdida en el rendimiento de producto. En el ánodo se forma oxígeno a partir de la oxidación de agua o hipoclorito. Afortunadamente, esto se minimiza usando ánodos dimensionalmente estables. Sin embargo, las reacciones electroquímicas no deseadas que ocurren en el cátodo son de gran preocupación. Los más importantes son la reducción de los iones clorato e hipoclorito (o ácido hipocloroso). Las ecuaciones 6 y 7 representan las dos reducciones no deseadas de iones de clorato e hipoclorito, respectivamente:
CIO3 + 3 H2O O 6e- - Cl- 6OH" (6)
OCI- 3 H2O 2e- - Cl- 20H- (7)
Las reacciones no deseadas 6 y 7 se minimizan añadiendo dicromato de sodio al electrolito. El dicromato de sodio se reduce en el cátodo para formar una capa delgada de óxido/hidróxido de cromo (NI), lo que da como resultado los beneficios mencionados anteriormente. Otro beneficio es que el desprendimiento de hidrógeno en el cátodo no se ve obstaculizado por la capa formada. Además, la adición de dicromato de sodio amortigua el pH del electrolito en el intervalo de 5-7, cataliza la formación de clorato y reduce el desprendimiento de oxígeno en el ánodo.
Sin embargo, el dicromato de sodio es una sustancia química altamente tóxica, tanto para los seres humanos como para el medio ambiente.
La presente invención se refiere al problema de eliminar la necesidad del uso de dicromato de sodio en la producción de clorato al proporcionar cátodos selectivos que pueden usarse en procesos para la producción de clorato.
Los cátodos recubiertos para su uso en procesos de clorato se han descrito, por ejemplo, en el documento US5622613. En esta patente se mencionan cátodos que están provistos de una película que evita la reducción de iones de hipoclorito por parte del cátodo. La película puede comprender un intercambiador de cationes orgánicos, un intercambiador de cationes inorgánicos o puede usarse una mezcla de estas sustancias. Los ejemplos de esta patente divulgan el uso de un intercambiador de cationes de tipo fluororresina con un hidróxido de metal (de titanio, zirconio, cerio y hierro) disperso en el mismo.
El documento JPH07252683 divulga un cátodo recubierto con un intercambiador de iones, para su uso en procesos de clorato.
En el documento EP298055 se describen cátodos para electrólisis que están diseñados para mantener un sobrepotencial de hidrógeno bajo. Estos cátodos comprenden una base de níquel conductora que tiene provisto sobre ella al menos un componente de metal del grupo del platino seleccionado del grupo que consiste en un metal del grupo del platino, un óxido de metal del grupo del platino y un hidróxido de metal del grupo del platino (en lo sucesivo denominado simplemente componente del grupo del platino) y al menos un componente de cerio seleccionado del grupo que consiste en cerio, óxido de cerio e hidróxido de cerio. Esta patente se refiere a la disminución del sobrepotencial de hidrógeno más que a la selectividad. El documento W02009063031 es otra solicitud relacionada con electrodos para procesos de clorato. Los electrodos descritos en el documento W02009063031 están diseñados para ser activos y robustos, en el sentido de que presentan una durabilidad aceptable y son resistentes a las condiciones de desprendimiento de hidrógeno y a las condiciones oxidantes en la celda electrolítica. Los cátodos ejemplificados tenían un sustrato de titanio o Maxthal® activado, provistos de recubrimientos que comprenden uno o más óxidos de titanio, de rutenio y/o de molibdeno. Los electrolitos usados incluyeron dicromato de sodio.
En el documento EP2430214 se describe un proceso para la producción de clorato de metal alcalino que apunta a bajos niveles de cromo en el electrolito (una cantidad que oscila entre 0,01 * 10-6 y 100 * 10-6 mol/dm3). El electrolito comprende además molibdeno, tungsteno, vanadio, manganeso y/o mezclas de los mismos en cualquier forma en una cantidad total que oscila entre 0,1-10-6 mol/dm3 y 0,1 x 10-3 mol/dm3. El sustrato para los cátodos comprendía al menos uno de titanio, molibdeno, tungsteno, subóxido de titanio, nitruro de titanio (TiNX), fase MAX, carburo de silicio, carburo de titanio, grafito, carbono vitreo o mezclas de los mismos.
En los documentos W02017050867 y W02017050873 se divulgan electrodos para su uso en procesos de clorato que están provistos de un recubrimiento protector que contiene subóxido de titanio. El documento W02017050873 describe un electrodo con sustrato recubierto con una capa de subóxido de titanio (TÍOx ) con un grosor total en el intervalo de entre 40 - 200 μm sobre al menos una superficie del sustrato de electrodo, en donde una porosidad de la capa de TÍOx es inferior al 15 %, y una capa electrocatalitica de óxidos de rutenio y cerio. El sustrato de electrodo puede ser titanio. También se dice que estos cátodos tienen una mayor durabilidad en una celda electrolítica usada en el proceso de clorato, donde la penetración de hidrógeno en el cátodo puede afectar a la longevidad y/o la integridad mecánica del electrodo.
La presente invención proporciona un proceso para producir clorato de metal alcalino. El proceso que comprende introducir una solución de electrolito, libre de cromo añadido, que comprende cloruro de metal alcalino a una celda electrolítica no dividida. La celda electrolítica no dividida comprende al menos un ánodo y al menos un cátodo. La solución de electrolito se electroliza para producir una solución electrolizada enriquecida en clorato. El al menos un cátodo comprende un sustrato de electrodo conductor, que está opcionalmente recubierto con una o más capas conductoras intermedias, y también una capa superior electrocatalitica aplicada sobre dicho sustrato o sobre las capas intermedias. La capa superior electrocatalitica comprende óxido de cerio y/u óxido de manganeso.
El sustrato conductor se ejemplifica, pero no se limita a titanio, y los sustratos adecuados son conocidos en la técnica.
Las una o más capas intermedias opcionales pueden comprender al menos uno de subóxido de titanio, nitruro de titanio (TiNX), fase MAX, carburo de silicio, carburo de titanio, grafito, carbono vitreo, óxido de rutenio, óxido de iridio, óxido de cerio o mezclas de los mismos.
La capa superior electrocatalitica se aplica sobre el sustrato o sobre las capas intermedias, comprendiendo la capa superior al menos uno de óxido de cerio y de manganeso.
La fase MAX es una fase conocida, como se describe en el documento EP2430214. Las fases MAX se basan en la fórmula M(n+i)AXn, donde M es un metal del grupo IIIB, IVB, VB, VIB o VIII de la tabla periódica de los elementos o una combinación de los mismos, A es un elemento del grupo IIIA, IVA, VA o VIA de la tabla periódica de los elementos o una combinación de los mismos, X es carbono, nitrógeno o una combinación de los mismos, donde n es 1, 2 o 3.
Por ejemplo, M puede seleccionarse entre escandio, titanio, vanadio, cromo, circonio, niobio, molibdeno, hafnio, tántalo o combinaciones de los mismos, por ejemplo, titanio o tántalo. En ejemplos, A puede ser aluminio, galio, indio, talio, silicio, germanio, estaño, plomo, azufre o combinaciones de los mismos, por ejemplo, silicio.
Por ejemplo, el sustrato de electrodo se puede seleccionar entre TÍ2AIC, Nb2AlC, TÍ2GeC, Zr2SnC, Hf2SnC, TÍ2SnC, Nb2SnC, Zr2PbC, TÍ2AIN, (Nb,Ti)2AIC, Cr2AIC, Ta2AIC, V2AIC, V2PC, Nb2PC, Nb2PC, TÍ2PbC, Hf2PbC, TÍ2AINo,5Co,5, Z r2SC, TÍ2SC, Nb2SC, Hf2Sc, T ^G a C, V2G a C C r2G a C, Nb2GaC, M o2G a C, T a2G a C, T ^G a N, C r2G a N, V2G a N, V2GeC, V2A sC, Nb2AsC, TÍ2CdC, Sc2lnC, TÍ2lnC, Zr2lnC, Nb2lnC, Hf2lnC, TÍ2lnN, Zr2lnN, Hf2lnN, Hf2SnN, TÍ2TÍC, Zr2TIC, W2TIC, Zr2TIN, TÍ3AIC2, TÍ3GeC2, TÍ3SÍC2, TÍ4AIN3 o combinaciones de los mismos. En ejemplos, el sustrato de electrodo puede ser cualquiera de TÍ3SÍC2, TÍ2AIC, TÍ2AIN, Cr2AIC, TÍ3AIC2 o combinaciones de los mismos.
Los métodos para preparar dichos materiales se conocen de "The Max Phases: Unique New Carbide and Nitride Materials", American Scientist, volumen 89, páginas 334-343, 2001.
Se ha descubierto que los electrodos, cuando se usan en el proceso, son altamente selectivos para el desprendimiento de hidrógeno. Debido a su selectividad, su uso como cátodo, en el proceso de producción de clorato, elimina la necesidad de añadir dicromato de sodio al electrolito.
El sustrato usado en los electrodos es preferentemente titanio, o más preferentemente titanio con una capa intermedia de subóxido de titanio, tal como los sustratos descritos en el documento W02017050873.
La configuración del sustrato de electrodo puede, por ejemplo, adoptar la forma de una lámina o placa plana, una superficie curva, una superficie contorneada, una placa perforada, una pantalla de alambre tejido, una lámina de malla expandida, una varilla o un tubo. Se prefieren formas planas, por ejemplo, de lámina malla o placa.
El sustrato puede pretratarse de manera útil para mejorar la adherencia mediante cualquier método conocido en la técnica, por ejemplo; grabado químico y/o granallado.
El electrodo está provisto de una capa superior electrocatalítica que comprende al menos uno de óxido de cerio y de manganeso. Esta capa superior proporciona la selectividad que elimina la necesidad de la adición de cromo al electrolito. Los óxidos de cerio y/o de manganeso están, preferentemente, en su estado de oxidación 4.
La capa superior se puede proporcionar mediante diversos métodos conocidos en la técnica. Existen varios procesos para sintetizar óxido de cerio y/u óxido de manganeso. Los métodos más típicamente usados en trabajos científicos son hidrotérmico, sol-gel, microondas, electrodepósito por precipitación homogénea y descomposición térmica.
Se obtuvieron buenos resultados cuando el recubrimiento superior se aplicó por descomposición térmica. Para la descomposición térmica, el sustrato de electrodo se puede tratar con una solución precursora (por ejemplo, una solución de Mn(NOa)2 o Ce(N03 )3) en un disolvente adecuado (por ejemplo, etanol) a una concentración adecuada (por ejemplo, entre 0,1-1 M). La solución precursora puede aplicarse mediante cualquier medio adecuado, por ejemplo usando una brocha para aplicar una capa homogénea. Una vez aplicada la solución precursora, el sustrato recubierto se seca y se somete a un proceso de calcinación. El proceso de calcinación es responsable de la descomposición del precursor para formar óxido de cerio y/o de manganeso. El proceso de calcinación se puede llevar a cabo a una temperatura de "recocido" adecuada, en cualquier punto entre 200 y 800 °C. Las temperaturas de recocido preferidas para el tratamiento térmico están entre 250 y 500 °C, más preferentemente entre 400 y 500 °C.
El proceso se puede repetir aplicando múltiples capas, hasta que se alcance una cobertura superficial aceptable. La cobertura superficial de la capa electrocatalítica está, preferentemente, en el intervalo de entre 0,1 y 4,0 mg/cm2 La capa electrocatalítica tiene, preferentemente, un contenido de cerio o de manganeso en una cantidad de entre 0,1 - 4 mg/cm2, preferentemente 1 - 4 mg/cm2 o incluso más preferentemente 1-3 mg/cm2.
En la celda electrolítica no dividida, la solución de electrolito normalmente contiene clorato de metal alcalino además del cloruro. Durante la electrólisis la solución se enriquece en clorato. Las condiciones y concentraciones del proceso se conocen en la técnica, por ejemplo, como se divulgan en el documento W02010130546.
Con "libre de cromo añadido" se entiende que no se añade cromo específicamente al proceso como componente adicional separado en una cantidad predeterminada. Sin embargo, los niveles bajos de cromo pueden estar presentes en el electrolito, aunque esto no es necesario, porque el cromo puede estar presente en niveles bajos en otros componentes electrolíticos disponibles en el mercado, tales como sal, ácido, cáustico, clorato u otros aditivos de electrolito "químicos".
b r e v e d e s c r ip c ió n d e l a s f ig u r a s
Figura 1. Patrón de XRD de las muestras de MnOx, formadas a partir de la descomposición térmica de Mn(N03)2 a diferentes temperaturas de recocido.
Figura 2. Espectros de Raman del desarrollo de óxido de cerio a partir de nitrato de cerio a diferentes temperaturas de recocido.
e j e m p l o s
Ejemplo 1: Preparación y caracterización de electrodos
En preparaciones típicas de electrodos para el ejemplo 2, que se describen a continuación, los sustratos de titanio se limpiaron y posteriormente se grabaron en una mezcla 1:1 en ebullición de ácido clorhídrico al 37% y agua desionizada durante 20 minutos. Los electrodos se enjuagaron con un exceso de agua desionizada y etanol y se
secaron al aire. V = 50 |il de una solución basada en etanol 1 M de Mn(N0a)2 o Ce(N0a)2 se esparcieron homogéneamente usando una brocha de pelo corto. Los electrodos se secaron a T i = 60 °C durante 10 minutos y posteriormente se recocieron a T2 = 200-500 °C durante 10 minutos en atmósfera de aire. La carga de catalizador de los diferentes electrodos mostrados en el ejemplo 2 fue controlada por la repetición de este ciclo de recubrimiento. Después de colar la última capa del recubrimiento, los electrodos se recocieron en T2 durante 60 minutos adicionales.
Caracterización del electrodo:
Se realizaron mediciones de XRD (figura 1) para verificar la composición de fase de los óxidos de manganeso formados a partir de un precursor de Mn(NOa)2 a diferentes temperaturas de recocido. La capa superior electrocatalítica formada a T2 = 200 °C puede identificarse principalmente como Mn20a con una minoría de p-Mn02 , de acuerdo con la medición de XRD (figura 1). A temperaturas de recocido más altas, la fase de Mn20a todavía está presente, pero la fase de p-Mn02 se vuelve dominante. Los patrones de XRD registrados para las dos temperaturas de recocido más altas son muy similares, lo que indica una composición de fase similar para estos casos.
Se usó análisis de Raman para verificar la composición de fase de la capa superior que comprende óxidos de cerio. La figura 2 muestra los espectros tomados de las muestras formadas a 250 °C respectivamente 500 °C muestran que ambas capas consisten principalmente en Ce02 (estado de oxidación Ce+4). Se pueden ver algunos residuos de nitrato de Ce en las muestras de 250 °C.
Ejemplo 2: Mediciones de eficiencia actual
La selectividad hacia HER se determinó como eficiencia de corriente catódica, ECC (%), mediante análisis de gases desprendidos a partir de una configuración electroquímica. Las mediciones de eficiencia de corriente se realizaron en una configuración electroquímica diseñada a medida. Consistía en una celda encamisada sellada que tenía dos aberturas en una tapa que ajustaba herméticamente: una entrada para la purga continua de Ar gaseoso y una salida conectada a un espectrómetro de masas a través de una columna de secado de gas llena de gel de sílice. El pH de la solución se reguló usando soluciones de NaOH y HCl. La temperatura del electrolito se controló haciendo circular agua desde un baño calentador externo en la camisa de la celda. La tasa de producción de H2 y los valores de eficiencia faradaica se calcularon a partir de la composición de la salida de gas de la celda. Se usó espectroscopia UV-vís para determinar la concentración de hipoclorito de las soluciones. Para el análisis se tomaron alícuotas de 200 |il de líquido, y se añadieron inmediatamente a NaOO 0,5 M. La concentración de hipoclorito se calculó a partir del máximo de absorbancia a X = 292 nm, (g292nm = 350 dma mol'1 citi'1).
El hidrógeno desprendido (véase la reacción 1) se compara con la cantidad teórica de hidrógeno que se puede formar a una determinada densidad de corriente. En presencia de hipoclorito, cualquier otra reacción que no produzca hidrógeno se considera una pérdida de acuerdo con la reacción 7.
La selectividad de un electrodo con una capa superior producida a partir de Ce(NOa)2 a diferentes temperaturas de recocido se refleja en la tabla 1.
Tabla I: Electrodo de eficiencia de corriente catódica con una capa superior producida a partir de Ce(N03)2.
La selectividad de un electrodo con una capa superior producida a partir de Mn(NOa)2 a diferentes temperaturas de recocido se refleja en la tabla 2.
Tabla II: Electrodo de eficiencia de corriente catódica con una capa superior producida a partir de Mn(N03)2;
Claims (8)
1. Un proceso para producir clorato de metal alcalino, que comprende introducir una solución de electrolito, libre de cromo añadido, comprendiendo dicha solución cloruro de metal alcalino, en una celda electrolítica no dividida que comprende al menos un ánodo y al menos un cátodo, y electrolizar la solución de electrolito para producir una solución electrolizada enriquecida en clorato, en donde al menos un cátodo comprende un sustrato de electrodo conductor que puede estar recubierto con una o más capas conductoras intermedias, y una capa superior electrocatalítica aplicada sobre dicho sustrato o sobre las capas intermedias, comprendiendo dicha capa superior óxido de cerio y/u óxido de manganeso.
2. Un proceso de acuerdo con la reivindicación 1, en donde las una o más capas intermedias comprenden al menos uno de subóxido de titanio, nitruro de titanio, fase MAX, carburo de silicio, carburo de titanio, carburo de titanio y aluminio, carburo de titanio y silicio, grafito, carbono vitreo o mezclas de los mismos,
en donde las fases MAX se basan en la fórmula M(n+i)AXn, donde M es un metal del grupo IIIB, IVB, VB, VIB o VIII de la tabla periódica de los elementos o una combinación de los mismos, A es un elemento del grupo IIIA, IVA, VA o VIA de la tabla periódica de los elementos o una combinación de los mismos, X es carbono, nitrógeno o una combinación de los mismos, donde n es 1, 2 o 3.
3. Un proceso de acuerdo con la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en donde la capa superior comprende óxido de cerio y/o de manganeso en su estado de oxidación 4.
4. Un proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde el sustrato conductor es titanio.
5. Un proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en donde la capa superior electrocatalítica se deposita por descomposición térmica.
6. Un proceso de acuerdo con la reivindicación 5, en donde la capa electrodepositada se trata térmicamente entre 400 y 500 °C.
7. Un proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en donde la cobertura superficial de la capa electrocatalítica está en el intervalo de entre 0,1 y 4,0 mg/cm2
8. Un proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en donde la capa electrocatalítica proporciona un contenido de cerio y/o de manganeso en una cantidad de entre 1 y 3 mg/cm2.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP18198098 | 2018-10-02 | ||
| PCT/EP2019/076664 WO2020070172A1 (en) | 2018-10-02 | 2019-10-01 | Selective cathode for use in electrolytic chlorate process |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2951964T3 true ES2951964T3 (es) | 2023-10-26 |
Family
ID=63722173
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES19779899T Active ES2951964T3 (es) | 2018-10-02 | 2019-10-01 | Proceso de clorato electrolítico usando cátodo selectivo |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US12234562B2 (es) |
| EP (1) | EP3861151B1 (es) |
| CN (1) | CN112955585B (es) |
| CA (1) | CA3115138C (es) |
| ES (1) | ES2951964T3 (es) |
| FI (1) | FI3861151T3 (es) |
| PL (1) | PL3861151T3 (es) |
| PT (1) | PT3861151T (es) |
| WO (1) | WO2020070172A1 (es) |
Family Cites Families (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US429595A (en) | 1890-06-10 | baetlett | ||
| GB850378A (en) * | 1955-12-14 | 1960-10-05 | Pennsylvania Salt Mfg Co | Electrolytic production of perchlorates |
| CN1012970B (zh) | 1987-06-29 | 1991-06-26 | 耐用电极株式会社 | 用于电解的阴极及其制备方法 |
| JP3334996B2 (ja) * | 1994-03-11 | 2002-10-15 | クロリンエンジニアズ株式会社 | 還元抑制陰極およびその製造方法 |
| JP3319887B2 (ja) | 1994-10-05 | 2002-09-03 | クロリンエンジニアズ株式会社 | 次亜塩素酸塩の製造方法 |
| ITMI20052298A1 (it) | 2005-11-30 | 2007-06-01 | De Nora Elettrodi Spa | Sistema per la produzione elettrolitica di clorato sodico |
| CN101861412B (zh) | 2007-11-16 | 2013-04-24 | 阿克佐诺贝尔股份有限公司 | 电极 |
| EP2430214B1 (en) | 2009-05-15 | 2018-07-04 | Akzo Nobel Chemicals International B.V. | Activation of cathode |
| EP2534282B8 (en) | 2010-02-10 | 2018-09-19 | De Nora Permelec Ltd | Activated cathode for hydrogen evolution |
| WO2012084765A1 (en) * | 2010-12-22 | 2012-06-28 | Akzo Nobel Chemicals International B.V. | Electrolytic process |
| US9365939B2 (en) | 2011-05-31 | 2016-06-14 | Wisconsin Alumni Research Foundation | Nanoporous materials for reducing the overpotential of creating hydrogen by water electrolysis |
| EP3023517A1 (en) * | 2014-11-20 | 2016-05-25 | Université Paris Diderot - Paris 7 | Electrogeneration of a catalytic film for producing H2 through water electrolysis |
| AR106068A1 (es) | 2015-09-25 | 2017-12-06 | Akzo Nobel Chemicals Int Bv | Electrodo y proceso para su manufactura |
| AR106069A1 (es) * | 2015-09-25 | 2017-12-06 | Akzo Nobel Chemicals Int Bv | Electrodo y proceso para su manufactura |
-
2019
- 2019-10-01 FI FIEP19779899.4T patent/FI3861151T3/fi active
- 2019-10-01 EP EP19779899.4A patent/EP3861151B1/en active Active
- 2019-10-01 WO PCT/EP2019/076664 patent/WO2020070172A1/en not_active Ceased
- 2019-10-01 CA CA3115138A patent/CA3115138C/en active Active
- 2019-10-01 PL PL19779899.4T patent/PL3861151T3/pl unknown
- 2019-10-01 ES ES19779899T patent/ES2951964T3/es active Active
- 2019-10-01 US US17/250,961 patent/US12234562B2/en active Active
- 2019-10-01 PT PT197798994T patent/PT3861151T/pt unknown
- 2019-10-01 CN CN201980064991.0A patent/CN112955585B/zh active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA3115138A1 (en) | 2020-04-09 |
| PT3861151T (pt) | 2023-08-17 |
| EP3861151A1 (en) | 2021-08-11 |
| CN112955585A (zh) | 2021-06-11 |
| CN112955585B (zh) | 2024-07-16 |
| US20210381118A1 (en) | 2021-12-09 |
| US12234562B2 (en) | 2025-02-25 |
| BR112021006240A2 (pt) | 2021-07-06 |
| WO2020070172A1 (en) | 2020-04-09 |
| CA3115138C (en) | 2023-02-28 |
| FI3861151T3 (fi) | 2023-09-05 |
| PL3861151T3 (pl) | 2023-11-27 |
| EP3861151B1 (en) | 2023-06-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| ES2337271T3 (es) | Recubrimiento anodico de hipoclorito de alta eficiencia. | |
| EP3546619B1 (en) | Electrode for electrolysis | |
| US4005004A (en) | Electrode coating consisting of a solid solution of a noble metal oxide, titanium oxide, and zirconium oxide | |
| CN113166956A (zh) | 用于电解析出气体的电极 | |
| JP7399117B2 (ja) | 塩素の電解発生用陽極 | |
| BRPI0409985B1 (pt) | Artigo de metal de um substrato de metal de válvula para uso em processos eletrocatalíticos e processo para a produção do referido artigo de metal | |
| ES2951964T3 (es) | Proceso de clorato electrolítico usando cátodo selectivo | |
| CN114616358A (zh) | 用于电化学析氢的电极 | |
| BR112021006240B1 (pt) | Processo de produção de clorato de metal alcalino | |
| EP4036059B1 (en) | Composition for forming tin oxide | |
| TWI887898B (zh) | 產氯電解用陽極 | |
| JP7522928B2 (ja) | 電気分解用電極の製造方法 | |
| WO2024008895A2 (en) | Electrode for electrolytic evolution of gas | |
| JPH0238672B2 (es) | ||
| TW202503120A (zh) | 電解用電極及電解用電極的製造方法 | |
| CN119162613A (zh) | 用于电解制氯的催化阳极和方法 | |
| EP4245890A1 (en) | Electrode for electrolysis | |
| JP2025528889A (ja) | 長寿命のアノードコーティング | |
| CN119162614A (zh) | 用于电解制氯的催化阳极和方法 | |
| KR820002054B1 (ko) | 전해용 전극 | |
| CS222661B2 (cs) | Elektroda s jádrem z kovu odolného vůči chloru | |
| HK1158274B (zh) | 用於电解槽的电极 | |
| NO138664B (no) | Elektrode til bruk ved elektrokjemiske prosesser, spesielt som anode ved kloralkalielektrolyse |