一種復(fù)合涂層電極及其制備方法和電解槽的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及氯酸鹽電解工業(yè)，尤其設(shè)及一種復(fù)合涂層電極及其制備方法和電解 槽。
【背景技術(shù)】
[0002] 電解槽陽(yáng)極涂層在電解工業(yè)中起著非常重要的作用，電解過(guò)程中的一切電化學(xué)反 應(yīng)都是在電極表面與電解液之間的界面上進(jìn)行的。故電解工業(yè)要求陽(yáng)極涂層有較好的電催 化性和析氣選擇性，即有較合適的析氯電位和析氧電位，此外，還應(yīng)具有較強(qiáng)的耐腐蝕性， 從而達(dá)到降低能耗、提高反應(yīng)效率、提高生產(chǎn)穩(wěn)定性和延長(zhǎng)使用壽命，最終達(dá)到降低電化學(xué) 反應(yīng)運(yùn)行成本和提高產(chǎn)品質(zhì)量的目的。
[0003] 在國(guó)內(nèi)傳統(tǒng)的電解法生產(chǎn)氯酸鋼工業(yè)中，目前采用釘系涂層或銀系涂層的二元氧 化物涂層鐵陽(yáng)極是工業(yè)用的最具代表的電極，然而此類涂層表面的裂紋較多、與鐵基體結(jié) 合力不好、容易脫落，該就造成了涂層強(qiáng)化氧化壽命較短。同時(shí)導(dǎo)致電解槽存在電壓過(guò)高， 電流效率較低，電解產(chǎn)生的氨氣氧含量過(guò)高等問(wèn)題。由于氨氣氧含量過(guò)高，故一般工業(yè)的氯 酸鹽生產(chǎn)都采用大量氮?dú)膺M(jìn)行稀釋后直排不能回收利用，造成能源浪費(fèi)并存在一定的安全 隱患。
[0004] 如何在目前的涂層基礎(chǔ)上，添加其他的金屬氧化物，來(lái)降低析氯電位、提高析氧電 位、延長(zhǎng)電極使用壽命。制作一種低電壓、低氧含量氯酸鋼電解槽陽(yáng)極涂層，不僅能夠降低 槽電壓，提升電流效率，同時(shí)能夠?qū)㈦娊庵械母碑a(chǎn)品氨氣得到合理的應(yīng)用，該將大大的降低 企業(yè)生產(chǎn)成本，是企業(yè)能夠永續(xù)發(fā)展的必經(jīng)之路。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 有鑒于此，本發(fā)明提供了一種復(fù)合涂層電極及其制備方法和電解槽，所述復(fù)合涂 層電極使用的電催化涂層不僅能夠降低槽電壓，提升電流效率，同時(shí)能夠?qū)㈦娊庵械母碑a(chǎn) 品氨氣得到合理的應(yīng)用，該將大大的降低生產(chǎn)成本。
[0006] 本發(fā)明采用的技術(shù)手段如下：
[0007] 一種復(fù)合涂層電極，包括導(dǎo)電基體和電催化涂層；所述電催化涂層由W下組份組 成；氧化釘，氧化銀，五氧化二粗和氧化鐵。
[0008] 優(yōu)選地，所述導(dǎo)電基體為鐵。
[0009] 優(yōu)選地，按摩爾百分?jǐn)?shù)計(jì)，所述電催化涂層由W下組份組成；15~25mol%氧化 釘，1~7mol%氧化銀，0. 1~lOmol%五氧化二粗，余量為氧化鐵。
[0010] 本發(fā)明還提供一種電解槽，包括電解液、陽(yáng)極、陰極和電源；所述陽(yáng)極涂有權(quán)利要 求1~3任一項(xiàng)所述的電催化涂層。
[0011] 本發(fā)明還提供一種復(fù)合涂層電極的制備方法，包括W下步驟：
[0012] S氯化釘與鐵酸四正了醋按摩爾比為1~5:5~10混合，加入無(wú)水己醇混合使S 氯化釘與鐵酸四正了醋溶解制得涂液I;
[0013] 氯銀酸與五氯化粗正了醇溶液按摩爾比5~10:1~5混合，加入無(wú)水己醇混合使 氯銀酸與五氯化粗正了醇溶液溶解制得涂液II;
[0014]所述涂液I、所述涂液II按摩爾比10~20:0. 5~2混合得混合物I，巧樣酸溶液 在55°C~65°C下保溫化~lOh，將所述混合物I加入所述巧樣酸溶液中攬拌，制得混合物 II，將所述混合物II放置在25°C~35°C下靜置2化~40h，得到涂液III;所述巧樣酸溶液為 摩爾比1:5的巧樣酸和無(wú)水己醇溶液混合制得；
[0015]將所述涂液I、所述涂液II、所述涂液III依次涂覆到經(jīng)過(guò)預(yù)處理的電極上，每涂覆 一次進(jìn)行一次熱處理；
[0016] 所述預(yù)處理包括W下步驟：
[0017] 將經(jīng)過(guò)噴砂處理的導(dǎo)電基體，用磯酸鋼、碳酸鋼和氨氧化鋼的混合液化學(xué)除油，再 用熱草酸溶液刻蝕除誘，再用水沖洗干凈，再放入己醇中備用；
[0018] 所述熱處理包括W下步驟：
[0019]干燥；將涂覆了所述涂液I、涂液II、涂液III的電極在120°C~150°C下干燥；
[0020] 燒結(jié)空冷：干燥后在450°C~500°C下燒結(jié)5~20min，取出后在空冷器中進(jìn)行空 冷處理，冷卻至常溫；
[0021] 將預(yù)處理的電極熱處理15~20次，最后在450°C~500°C下燒結(jié)，即制得所述復(fù) 合涂層電極。
[0022] 優(yōu)選地，將所述混合物I加入所述巧樣酸溶液中攬拌，所述混合物I與所述巧樣 酸溶液的摩爾比0. 5~1. 5:1~5,攬拌20min~40min。
[0023] 優(yōu)選地，將預(yù)處理的電極熱處理15~20次，最后在450°C~500°C下燒結(jié)比~ 1. 5h〇
[0024] 采用本發(fā)明所提供的一種復(fù)合涂層電極使用壽命長(zhǎng)，當(dāng)中使用的電催化涂層有效 地降低了電解槽的電壓，提升了電流效率，并且產(chǎn)生的電解副產(chǎn)品氨氣中的含氧量較低的 同時(shí)，所述氨氣還可W進(jìn)行回收利用，具有良好的應(yīng)用前景。
【具體實(shí)施方式】
[0025]W下對(duì)本發(fā)明的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限 定本發(fā)明的范圍。
[0026] 實(shí)施例1
[0027] 1)用濃度分別為30g/L的磯酸鋼，40g/L碳酸鋼，15g/L氨氧化鋼混合制得的混合 液對(duì)經(jīng)過(guò)噴砂處理的規(guī)格為595mmX402mmX2mm的TA1冷軸純鐵板化學(xué)除油，然后用10%化熱草酸溶液刻蝕除誘化，最后用蒸饋水沖洗干凈，放入己醇中備用。良好的預(yù)處理能增 加鐵基體的幾何面積，不僅可W提高與涂層的結(jié)合力，還能增大陽(yáng)極的電催化活性表面積。 [002引 2)將S氯化釘與鐵酸四正了醋按摩爾比1:5稱量，進(jìn)行配料，溶于無(wú)水己醇中，混 合配得涂液I。
[0029] 3)將氯銀酸與五氯化粗正了醇溶液按摩爾比5:1溶于無(wú)水己醇中配得涂液II。
[0030] 4)所述巧樣酸溶液是指摩爾比為1:5的巧樣酸和無(wú)水己醇溶液混合制得，對(duì)在 55°C下保溫化的巧樣酸溶液進(jìn)行攬拌，同時(shí)恒速（流量為3mg/min)將涂液I、涂液II按 mol比10:0. 5混合為混合物I，混合物I加入巧樣酸溶液，混合物I與巧樣酸按摩爾比 0.5:1，攬拌20min，制得混合物II，在25°C下靜置20h，得到涂液III。
[0031] W將涂液I、涂液II、涂液III依次涂覆到經(jīng)過(guò)預(yù)處理的鐵板上，再在120°C干燥 7min，然后在450°C下燒結(jié)5min，取出后空冷處理，冷卻至常溫，重復(fù)操作15次；最后450°C 下燒結(jié)0.化，即制得所述復(fù)合涂層電極。
[0032] 氧化釘；15mol% ;氧化銀；Imol% ;
[0033] 五氧化二粗；0.Imol% ;氧化鐵；83. 9mol%。
[0034] 實(shí)施例2
[0035] 1)用濃度分別為30g/L的磯酸鋼，40g/L碳酸鋼，15g/L氨氧化鋼混合制得的混合 液對(duì)經(jīng)過(guò)噴砂處理的規(guī)格為595mmX402mmX2mm的TA1冷軸純鐵板化學(xué)除油，然后用10% 化熱草酸溶液刻蝕除誘化，最后用蒸饋水沖洗干凈，放入己醇中備用。良好的預(yù)處理能增 加鐵基體的幾何面積，不僅可W提高與涂層的結(jié)合力，還能增大陽(yáng)極的電催化活性表面積。
[0036] 2)將S氯化釘與鐵酸四正了醋按摩爾比3:7稱量，進(jìn)行配料，溶于無(wú)水己醇中，混 合配得涂液I。
[0037] 3)將氯銀酸與五氯化粗正了醇溶液按摩爾比7:3溶于無(wú)水己醇中配得涂液II。
[003引 4)所述巧樣酸溶液是指摩爾比為1:5的巧樣酸和無(wú)水己醇溶液混合制得，對(duì)在 60°C下保溫化的巧樣酸溶液進(jìn)行攬拌，同時(shí)恒速（流量為4mg/min)將涂液I、涂液II按mol比15:1混合為混合物I，混合物I加入巧樣酸溶液，混合物I與巧樣酸按摩爾比1:3， 攬拌30min，制得混合物II，在30°C下靜置30h，得到涂液III。
[0039] W將涂液I、涂液II、涂液III依次涂覆