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分析化学论坛's Archiver

深水 发表于 2007-3-8 00:33

金属阳极的发展简史及电极材料

[color=#000000][font=宋体]在电解工业中使用石墨作为阳极己有[/font][font=Times New Roman]80[/font][font=宋体]多年的历史,随着工业的发展,石墨阳极愈来愈表现出它的局限性。例如在氯碱工业中,由于石墨耐腐蚀性差,强度也不理想,在使用过程中由于不断受腐蚀,使两极距离增大,槽电压升高,一台电解槽只能使用十个月左右必须拆槽更换,同时由于阳极腐蚀下来的碳粒堵塞石棉隔膜,影响了石棉隔膜的使用寿命。在制造石墨阳极电解槽时还要用到对环境有污染的沥青和铅。很显然,继续使用现有的石墨为阳极不能满足氯碱工业发展的需要。[/font][/color].Xr#pQ/k:xm
[font=宋体][color=#000000]人们寻找新颖的阳极已有很长的一段历史了[/color][/font][font=Times New Roman][color=#000000][[/color][/font][url=http://www.33ge.com/bbs/post.php?action=newthread&fid=75&extra=page%3D1#_edn1][size=12pt][color=#800080][1][/color][/size][/url][font=Times New Roman][color=#000000]][/color][/font][color=#000000][font=宋体]。[/font][font=宋体]早在[/font][font=Times New Roman]1901[/font][font=宋体]年[/font][font=宋体]在铅基体上涂铂的阳极专利就已发表,[/font][font=Times New Roman]1909[/font][font=宋体]年又发表了以石墨为基体的涂铂金属阳极的专利,[/font][font=宋体]至[/font][font=Times New Roman]1935[/font][font=宋体]年美同[/font][font=Times New Roman]Olin[/font][font=宋体]公司留采用纯铂金电极,但由价格太贵而未能工业化。[/font][font=Times New Roman]1950[/font][font=宋体]午英国的[/font][font=Times New Roman]ICI(Imperial Chemical industries)[/font][font=宋体]公司的金属研究所与荷兰人[/font][font=Times New Roman]Henri Bernard Beer[/font][font=宋体]几乎同时发表了在钛基上越广涂铂以及其它贵金属薄膜。基体由钨改成钛后价格更为便宜,加工方便,并且更适应于电化学反应。因此[/font][font=Times New Roman]Olin[/font][font=宋体]公司以工业化为目的在[/font][font=Times New Roman]1957[/font][font=宋体]年开始实验室研究,并于[/font][font=Times New Roman]1960[/font][font=宋体]年与ICI公司合作将成果用于水银电解槽[/font][/color][font=Times New Roman][color=#000000][[/color][/font][url=http://www.33ge.com/bbs/post.php?action=newthread&fid=75&extra=page%3D1#_edn2][size=12pt][color=#800080][2][/color][/size][/url][font=Times New Roman][color=#000000]][/color][/font][font=宋体][color=#000000]。[/color][/font]
C'e2\ u%\ [color=#000000][font=宋体]这种金属阳极虽然比石墨优良,但主要缺点是价格贵,不耐汞,在汞电解槽短路或偶然和钠汞齐接触时出现的反向电流特别敏感,如果用钌铑钯代替铂则耗损及钝化的倾向更大。在这困难重重的时候,[/font][font=Times New Roman]Beer[/font][font=宋体]先生不灰心,在意大利[/font][font=Times New Roman]Denora[/font][font=宋体]公司的资助下[/font][font=Times New Roman], [/font][font=宋体]继续努力,用二氧化钉涂料制成的电极终于在[/font][font=Times New Roman]1965[/font][font=宋体]年首先获得专利,又在[/font][font=Times New Roman]1967[/font][font=宋体]年用共沉淀法制得混合型氧化物涂层在比利时申请了专利。[/font][font=Times New Roman]1968[/font][font=宋体]年[/font][font=Times New Roman]Beer[/font][font=宋体]的钌钛涂层的研究成果在意大利的[/font][font=Times New Roman]Denora[/font][font=宋体]公司首先实现了工业化,其实这是一种氧化物涂层的电极,商品名称为:尺寸稳定阴极[/font][font=Times New Roman]D.S.A.(Dimmensionally stable Anode)[/font][font=宋体]。[/font][font=Times New Roman]1980[/font][font=宋体]年全世界已占[/font][font=Times New Roman]50[/font][font=宋体]%的氯碱企业用此种阳极[/font][/color][font=Times New Roman][color=#000000][[/color][/font][url=http://www.33ge.com/bbs/post.php?action=newthread&fid=75&extra=page%3D1#_edn3][size=12pt][color=#800080][3][/color][/size][/url][font=Times New Roman][color=#000000]][/color][/font][font=宋体][color=#000000]。[/color][/font]o zd"okv a
[color=#000000][font=宋体]我国这种阳极的研究工作起步较迟,但上马较快。由于多年的研究和实验,我国金属阳极的涂层性能和制作技术方面都达到一定水平,但我国目前推广的涂层的技术还较为落后。因此,不管在涂层的使用寿命方面,还是涂层催化选择性方面还存在不少问题,近年来国内不少大学、研究所、工厂等单位都积极开展了对金属阳极涂层的改性及新涂层的探索工作[/font][font=Times New Roman],[/font][font=宋体]取得了很好的成效。[/font][/color]8h+R#]1D c;J
[font=Times New Roman][color=#000000] [/color][/font]d [2fdH%Q
[font=Times New Roman][color=#000000] [/color][/font]0{(|!F'np8e@3x
@.xb(l.p
[b][size=5][color=#000000][font=宋体]第二章[/font][font=Times New Roman]   [/font][font=宋体]电极材料[/font][/color][/size][/b]
5waB-Qn7Y Su [font=宋体][color=#000000]在电化学工业中,无论是电池还是电解池电极材料的选托足一个极为重要的问题。电极过程的方向和动力学,电极和电解槽的结构型式与电槽寿命,维修费用和劳动力消耗以及工艺过程的动力指标等等在很大程度上取决于电极材料的性能,尤其是在进行电极型式和电池或电槽结构的设计时,电极材料的耐用性、导电性、催化性和电能单耗值有着密切的联系。[/color][/font] ?;c ti$l"g
[font=宋体][color=#000000]一、电极材料的特点[/color][/font]
I,HWw2NQ!GL [color=#000000][font=宋体]一般情况下作为电极材料必需满足下面基本要求:[/font][font=Times New Roman](1)[/font][font=宋体]具备良好的导电性,[/font][font=Times New Roman](3)[/font][font=宋体]耐腐蚀性强,[/font][font=Times New Roman](3)[/font][font=宋体]机械强度和加工性能好,[/font][font=Times New Roman](4)[/font][font=宋体]寿命长,费用低[/font][font=Times New Roman](5)[/font][font=宋体]对电极反应具有良好的电催化性能。[/font][/color]/~jKH;W
[color=#000000][font=宋体]阳极材料有可溶性和不溶性之分,对于金属电解精炼工业,要求阳极容易溶解电流效率高的材料,而对于许多电解工业[/font][font=Times New Roman]([/font][font=宋体]如氯碱工业、水电解工业、无机盐电解工业等[/font][font=Times New Roman])[/font][font=宋体]则要求应用不溶性阳极。[/font][/color]Q)D~X m
[color=#000000][font=Times New Roman]    [/font][font=宋体]阳极的极化特性不仅影响到电解生产中的电能消耗,而且还影响到反应的产物。例如,如果用铂阳极进行电解硫酸盐与氯酸盐水溶液时因为氧在铂上的过电位高可抑制氧的产生,而使硫酸根及氯酸根发生氧化反应,可以利用此法制造过硫酸盐及高氯酸盐。[/font][/color]4q2s_/Hd"yM?
[color=#000000][font=Times New Roman]    [/font][font=宋体]有一些金属及合金在机械性能、导电性、电催化性和加工性能诸方面都符合选作阳极材料时,还必需具有在电解液中进行阳极极化时不发生溶解及不致钝化的特性。[/font][/color]]` c'R'`V%?
[color=#000000][font=Times New Roman]    [/font][font=宋体]在有色金属和贵金属的湿法冶炼工业中,一般情况下以含杂质较多的粗产品为阳极材料,以精炼品为阴极。例如电解法精炼铜、锌.镍等均如此。[/font][/color]
| `k&t8[ [ [color=#000000][font=宋体]在熔盐电解时,除特殊场合外,石墨阳极仍是唯一的阳极材。贵金属及其氧化物在大多数电解液中具有很好的耐腐蚀性、导电性,可作阳极材料。例如电解硫酸盐生产过二硫酸盐时,用具有导电性能的二氧化铅[/font][font=Times New Roman](PbO2)[/font][font=宋体]镀层可作为阳极。将铁氧化物溶融铸造的磁性铁阳极,在氯化物水溶液中具有良好的耐蚀性,也[/font][/color]
4W&W\8c.z]"yi [font=宋体][color=#000000]可用来制备氯酸盐。[/color][/font]S#O1i$A8_8Y|;of
[color=#000000][font=Times New Roman]    [/font][font=宋体]氧化物涂层的金属阳极近十几年来已在我国推广应用,不仅在氯碱工业中广泛应用,而且在无机盐电解工业、有机电解合成工业上也有不同程度的应用,而且正日趋扩大。[/font][/color]
3jS/_.Dtx [color=#000000][font=Times New Roman]    [/font][font=宋体]在如此众多的阳极材料中,比较容易得到的恐怕也是屈指可数。在一般条件下.虽然是优质材料,但由于电解液中混入了杂质,也可能使之无法使用。所以合适材料的选择还必须有赖于实际生产条件中的长期运行考察。表[/font][font=Times New Roman]2-1[/font][font=宋体]就电极材料进行大致分类。[/font][/color];t8Lz+V4`

`4?,~~Ywg [color=#000000][/color][url=http://www.33ge.com/bbs/post.php?action=newthread&fid=75&extra=page%3D1#_ednref1][size=12pt][color=#800080][1][/color][/size][/url][color=#000000][font=Times New Roman] [/font][font=宋体]氯与碱[/font][font=Times New Roman][M].1974,5(3):11~16.[/font][/color]
1A3g]r6OtPA i
\2P8@ UXh8L-G [url=http://www.33ge.com/bbs/post.php?action=newthread&fid=75&extra=page%3D1#_ednref2][size=12pt][color=#800080][2][/color][/size][/url][color=#000000][font=Times New Roman] [/font][font=宋体]锦西化工研究院[/font][font=Times New Roman],[/font][font=宋体]氯碱工业[/font][font=Times New Roman][M],1997,4:1.[/font][/color].j8G O%Z-\ k

4uq q'f.~4f|X` [url=http://www.33ge.com/bbs/post.php?action=newthread&fid=75&extra=page%3D1#_ednref3][size=12pt][color=#800080][3][/color][/size][/url][color=#000000][font=Times New Roman] [/font][font=宋体]陈晓霞,氯碱工业[/font][font=Times New Roman][M][/font][font=宋体],[/font][font=Times New Roman]1981,1:42.[/font][/color]

互联网 发表于 2007-7-28 00:12

yes

我来了 发表于 2007-8-19 12:16

yes

nangua 发表于 2007-11-8 15:42

ding

ruch002 发表于 2008-6-18 16:14

请求转发专利原文

教主,7AB `*| f m"Y#j ?
e4B@$gI&QA
可否转发Henri Bernard Beer的两篇专利原文给我,[email=chenry_md@hotmail.com]chenry_md@hotmail.com[/email]&F"m$q Q&~2l
?^R:z6[RG

Ct.l_(v"ku 千秋万载,一统江湖

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