TH85B

TH85B - Reinforced protection of electrodes

Info

Publication number: TH85B
Application number: TH8001000162A
Authority: TH
Inventors: มาร์เซล อินเดน ยีน; เบอร์นาร์ด เบียร์ เฮนรี่
Original assignee: ไดมอนด์ แชมรอด คอร์ปอเรชั่น; นายโรจน์วิทย์ เปเรร่า
Filing date: 1980-10-07
Publication date: 1983-04-15

Abstract

1.ขั้วไฟฟ้าสำหรับใช้ในขบวนการแยกธาตุด้วยไฟฟ้า ประกอบไปด้วยเนื้อผิวโลหะที่เคลือบผิวได้เอง ซึ่งมีผิวเคลือบเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาไฟฟ้าซึ่งเป็นรูพรุนซึ่งประกอบไปด้วยโลหะในตระกูลพลาตินัม และออกไซด์ของโลหะในตระกูลพลาตินัมอย่างน้อยชนิดหนึ่งในปริมาณอย่างน้อยประมาณ 2 กรัม/ตร.ม.บนพื้นที่ผิวที่ตั้งฉากของเนื้อผิว และภายใต้ชั้นเคลือบของเนื้อผิวมี่ชั้นป้องกันเป็นแผ่นฟิล์ม ออกไซด์ซึ่งโผล่ขึ้นมาจากเนื้อผิว และมีออกไซด์ของโรเดียม และอิริเดียมอย่างน้อยชนิดหนึ่งรวมอยู่ในผิวแผ่นฟิล์มออกไซด์ในระหว่างการเกิดแผ่นฟิล์มดังกล่าว ในปริมาณจนถึง 1 กรัม/ตน.ม. โดย น้ำหนักของโลหะต่อพื้นที่ผิวตั้งฉากของเนื้อผิว 2. ขั้วไฟฟ้าตามข้อถือสิทธิ 1 ที่ซึ่งผิวเคลือบที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาไฟฟ้าที่มีรูพรุนประกอบด้วยชั้นซึ่งมีรอยร้าวเล็ก ๆ ซ้อนทับกันอยู่หลายชั้น 3. . ขั้วไฟฟ้าตามข้อถือสิทธิ 2 ที่ซึ่งผิวเคลือบที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาไฟฟ้าที่มีรูพรุน ซึ่งมีส่วนใหญ่ประกอบไปด้วยสารละลายแข็งของออกไซด์ของโลหะที่เคลือบผิวเองอย่างน้อยหนึ่งชนิด และออกไซด์ของโลหะในตระกูลพลาสดินัมอย่างน้อยหนึ่งชนิด 4. . ขั้วไฟฟ้าตามข้อถือสิทธิ 3 ที่ซึ่งผิวเคลือบที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาไฟฟ้าที่มีรูพรุน เป็นสารละลาแข็งของออกไซด์ของรูเทอเนียม และไทเทเนียม ซึ่งมีอัตราส่วนจของอะตอมระหว่างรูเทอเนียมกับไทเทเนียมจาก 1:1 ถึง1:4 5. . ขั้วไฟฟ้าตามข้อถือสิทธิ 1 ที่ซึ่งผิวเคลือบที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาไฟฟ้าที่มีรูพรุนมีส่วนใหญ่ประกอบไปด้วยโลหะในตระกูลพลาสตินัมยอ่างน้อยหนึ่งชนิด 6. . ขั้วไฟฟ้าตามข้อถือสิทธิ 5 ที่ซึ่งผิวเคลือบที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาไฟฟ้าเป็นโลหะผสมพลาตินัม ? อิริเดียม 7. . ขั้วไฟฟ้าตามข้อถือสิทธิ 1 ที่ซึ่งผิวเคลือบที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาไฟฟ้าเป็นชั้นของออกไซด์ของโลหะที่เคลือบผิวเองอย่างน้อยที่สุดชนิดหนึ่ง ซึ่งเป็นชั้นที่เกิดขึ้นโดยการพ่นร้อนกับรวมเอาโลหะตระกูลพลาตินัม และออกไซด์ของโลหะตระกูลพลาตินั่มอย่างน้อยชนิดหนึ่ง 8. . ขั้วไฟฟ้าตามข้อถือสิทธิ 1 ที่ซึ่งผิวแผ่นฟิล์มออกไดซ์ของชั้นป้องกันมีโลหะชนิดอื่นอย่างน้อยหนิดหนึ่งที่นอกเหนืออจากโรเดียม และอิริเดียม แต่จะมีในปริมาณน้อยกว่าโรเดียม และอิริเดียม ปริมาณรวมของโลหะที่มีอยู่ในชั้นป้องกันจะมีจนถึง 1 กรัม / ตร.ม. 9. . ขั้วไฟฟ้าตามข้อถือสิทธิ 1 ที่ซึ่งแผ่นฟิล์มดังกล่าวมีปริมาณอิริเดียมและรูเทอเนียมจนถึง 0.5 กรัม / ตร.ม ในอัตราส่วนประมาณ 2:1 โดยน้ำหนัก 10. . ขั้วไฟฟ้าตามข้อถือสิทธิ 1 ที่ซึ่งเนื้อผิวเป็นไทเทเนียม และผิวแผ่นฟิล์มออกไซด์จะมีส่วนใหญ่เป็น rutile ไทเทเนียมไดออกไซด์ซึ่งโผล่ขึ้นจากเนื้อผิว 11. วิธีการผลิตขั้วไฟฟ้าสำรหับใช้ในขบวนการแยกธาตุด้วยไฟฟ้าประกอบไปด้วยการทำให้เกิดขึ้นห้องกันบนเนื้อผิวโลหะที่คเลือบผิวได้เอง และการเคลือบขึ้นป้องกันด้วยผิวเคลือบชั้นนอกที่เป้นตะวเร่งปฏิกิรยาไฟฟ้า ซึ่มีรูพรุนอันประกอบไปด้วยโลหะตระดูลพลาตินัม และออกไซด์ของโลหะตระกูลพลาตินัมอย่างน้อยชนิดหนึ่งในปริมาณอย่างน้อยประมาณ 2 กรัม / ตร.ม. บนพื้นที่ผิวที่ตั้งฉากของเนื้อผิว ขั้นป้องกันเกิดจากการเคลือบเนื้อผิวอย่างน้อยครึ่งหนึ่งด้วยสารละลายกรดเจือจางมาก ซึ่งมีสารประกอบโรเดียม และอิริเดียมอย่างน้อยชนิดหนึ่งที่แตกต่างได้เมื่อถูกความร้อนผสมอยู่ชั้นเคลือบป้องกันจะถูกทำให้แห้ง และให้ความร้อนทุก ๆ ครั้งที่ทาสารละลาย เพื่อให้เกิดชั้นป้องกันผสมของผลึกโลหะออกไซด์ของเนื้อผิวโลหะออกไซด์ และผลิตผลที่ทำให้เกิดการแตกตัวของออกไซด์ ซึ่งเป็นสารประกอบที่แตกตัวได้เมื่อถูกความร้อน ซึ่งมีอยู่ในสารละลายที่เจือจางมาก จำนวนชั้สของผิวเคลือบที่ทาจะเป็นไปในลักษณะที่ชั้นป้องกันที่เกิดขึ้นจะมีปริมาณออกไซด์ของสารประกอบที่แตกตัวได้เมื่อถูกความร้อนไม่เกิน 1.0 กรัม /ตร.ม. โดยน้ำหนักของโลหะบนพื้นที่ผิวตั้งฉากของเนื้อผิว 12. วิธีการตามข้อถือสิทธิ 11 ที่ซึ่งชั้นเคบือบสารละลายแต่ละชั้นจะประกอบด้วยปริมาณโลหะโรเดียม และอิริเดียมจนถึง 0.2 กรัม / ตร.ม. บนพื้นที่ผิวตั้งฉากของเนื้อผิว 13. วิธีการผลิตขั้วไฟฟ้าสำรหับใช้ในขบวนการแยกธาตุด้วยไฟฟ้าประกอบไปด้วยการทำให้เกิดชั้นป้องกันบนเนื้อผิวโลหะที่เคลือบผิวเอง และการเคลือบขั้นป้องกันดังกล่าวด้วยผิวเคลือบที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาไฟฟ้าที่มีรูพรุน ซึ่งประกอบไปด้วยโลหะตระดูลพลาตินัม และออกไซด์ของโลหะพลาตินัมอย่างน้อยชนิดหนึ่งในปริมาณอย่างน้อยประมาณ 2 กรัม /ตร.ม3 โดยน้ำหนักของโลหะบนพื้นที่ผิวตั้งฉากของเนื้อผิวชั้นป้องกันเกิดขึ้นโดยสารการเคลือบเนื้อผิวด้วยชั้นเคลือบหลาย ๆ ชั้น แต่ละชั้นมีปริมาณของสารประกอบของโรเดียม และอิริมเดียมอย่างน้อยชนิดหนึ่งที่แตกตัวได้ เมื่อถูกความร้อนนารละลายที่ทำปฏิกิริยากับโลหะที่เคลือบเอวเอง จนถึง 0.2 กรัม / ตร.ม. โดยน้ำหนักของโลหะบนพื้1. An electrode used in the electrolytic separation process consists of a self-coated metal matrix with a porous catalytic coating composed of platinum metals and at least one platinum metal oxide in an amount of at least approximately 2 g/m² on the perpendicular surface area of the matrix. Beneath this coating is a protective oxide film exposed from the matrix, containing at least one rhodium and iridium oxide in the oxide film during film formation, in an amount up to 1 g/m² by weight of metal per perpendicular to the surface area of the matrix. 2. An electrode according to claim 1 where the porous catalytic coating consists of multiple overlapping layers with small cracks. 3. An electrode according to claim 2 where the porous catalytic coating is predominantly composed of a solid solution of at least one of the self-coated metal oxides. and at least one plasdinum metal oxide. 4. Electrode according to claim 3 where the porous catalytic coating is a solid solution of ruthenium and titanium oxides with a ruthenium-to-titanium atomic ratio from 1:1 to 1:4. 5. Electrode according to claim 1 where the porous catalytic coating is predominantly composed of at least one plasdinum metal. 6. Electrode according to claim 5 where the catalytic coating is a platinum-iridium alloy. 7. Electrode according to claim 1 where the catalytic coating is a self-coating layer of at least one platinum metal oxide, formed by spraying and incorporating a platinum metal. 8. An electrode according to claim 1 where the oxide film of the protective layer contains at least one other metal besides rhodium and iridium, but in smaller quantities than rhodium and iridium. The total amount of metal present in the protective layer reaches up to 1 g/m². 9. An electrode according to claim 1 where the film contains up to 0.5 g/m² of iridium and ruthenium in a ratio of approximately 2:1 by weight. 10. An electrode according to claim 1 where the substrate is titanium and the oxide film is predominantly rutile titanium dioxide, with some titanium dioxide exposed from the substrate. 11. The method for fabricating electrodes for use in the electrolytic separation process involves the formation of a ripple on a self-coating metal substrate and the application of a protective outer coating that acts as an electrocatalytic agent. A porous matrix is formed by coating at least half of the matrix with a very dilute acid solution containing at least one heat-dispersible rhodium and iridium compound. The protective layer is dried and heated with each subsequent application of the solution to create a mixed protective layer of crystalline metal oxides of the matrix, metal oxides, and oxide dissociation products, which are heat-dispersible compounds present in the very dilute solution. The number of layers applied is such that the resulting protective layer contains no more than 1.0 g/m² by weight of the heat-dispersible oxide compound on the perpendicular surface of the matrix. 12. The method according to claim 11, where each solution coating layer contains a quantity of rhodium metal. and iridium up to 0.2 g/m² on the perpendicular surface area of the substrate. 13. The method of manufacturing electrodes for use in the electrolytic separation process involves creating a protective layer on the metal substrate itself, and coating this protective layer with a porous catalytic coating consisting of platinum metals and at least one platinum metal oxide in an amount of at least approximately 2 g/m² by weight of the metal on the perpendicular surface area of the substrate. The protective layer is created by coating the substrate with multiple layers, each layer containing at least one rhodium and iridium compound that dissociates when heated in a molten solution that reacts with the coated metal itself, up to 0.2 g/m² by weight of the metal on the surface.

Claims

Electrodes used in electrolytic separation processes consist of a self-coated metal matrix. This matrix acts as a porous catalyst composed of at least one platinum metal and its oxides in a quantity of at least approximately 2 g/m² perpendicular to the matrix surface area. Beneath this matrix is a protective oxide film exposed by the matrix. This film contains at least one rhodium or iridium oxide, in a quantity up to 1 g/m² by weight of the metal perpendicular to the matrix surface area.