耐高負(fù)荷氧發(fā)生用陽(yáng)極及其制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明目的在于提供用于工業(yè)電解的，在高負(fù)荷電解條件下具有優(yōu)異的耐久性的耐高負(fù)荷氧發(fā)生用陽(yáng)極及其制造方法，所述工業(yè)電解包括例如電解銅箔等的電解金屬箔的制造、鋁液接觸、連續(xù)電鍍鋅鋼板的制造和金屬提取。本發(fā)明的特征在于氧發(fā)生用陽(yáng)極及其制造方法，所述氧發(fā)生用陽(yáng)極包括導(dǎo)電性金屬基體和在該導(dǎo)電性金屬基體上形成的含有氧化銥的催化劑層，其中該催化劑層的銥的一次涂覆量不少于2g/m2，將該涂層在430℃至480℃的相對(duì)高的溫度區(qū)域內(nèi)焙燒，以形成含有無(wú)定形氧化銥的催化劑層，并將該含有無(wú)定形氧化銥的催化劑層在520℃至600℃的進(jìn)一步高的溫度區(qū)域內(nèi)后焙燒，以使該催化劑層中幾乎全部量的氧化銥結(jié)晶化。
【專(zhuān)利說(shuō)明】耐高負(fù)荷氧發(fā)生用陽(yáng)極及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于多種工業(yè)電解的氧發(fā)生用陽(yáng)極及其制造方法；更詳細(xì)地，它涉及用于工業(yè)電解的在高負(fù)荷電解條件下具有優(yōu)異的耐久性的耐高負(fù)荷氧發(fā)生用陽(yáng)極及其制造方法，所述工業(yè)電解包括例如電解銅箔等的電解金屬箔的制造、鋁液接觸、連續(xù)電鍍鋅鋼板的制造和金屬提取。
【背景技術(shù)】
[0002]在包括電解銅箔的制造、鋁液接觸、連續(xù)電鍍鋅鋼板的制造和金屬提取的工業(yè)電解中，在陽(yáng)極涉及氧發(fā)生。出于該原因，已經(jīng)廣泛應(yīng)用在鈦金屬基體上主要涂覆有具有對(duì)氧發(fā)生的耐久性的氧化銥作為電極催化劑的陽(yáng)極。一般而言，在這類(lèi)在陽(yáng)極涉及氧發(fā)生的工業(yè)電解中，考慮到生產(chǎn)效率、節(jié)能等，通常在恒定的電流下進(jìn)行電解。電流密度已經(jīng)在從在包括金屬提取的工業(yè)領(lǐng)域中主要應(yīng)用的幾A/dm2到用于制造電解銅箔的最大ΙΟΟΑ/dm2的范圍內(nèi)。
[0003]然而，如今為了更高的產(chǎn)品品質(zhì)或者為了提供特殊性能，經(jīng)?？吹皆?00A/dm2-700A/dm2以上的電流密度下進(jìn)行電解。這樣高的電流沒(méi)有供給到安裝到工業(yè)電解系統(tǒng)的所有陽(yáng)極，而是考慮在施加高負(fù)荷電解條件來(lái)向從該電解獲得的產(chǎn)品提供特殊性能的特定點(diǎn)處，將陽(yáng)極作為輔助陽(yáng)極來(lái)安裝。
[0004]在這樣高電流 密度的電解下，該電極催化劑層是高負(fù)荷的，并且電流易于集中在那里，導(dǎo)致該電極催化劑層的迅速消耗。此外，為了穩(wěn)定產(chǎn)品而添加的有機(jī)物質(zhì)或雜質(zhì)元素，引起各種電化學(xué)和化學(xué)反應(yīng)，由氧發(fā)生反應(yīng)引起氫離子濃度增加，降低PH值，并且電極催化劑的消耗加快。
[0005]解決這些問(wèn)題的一種方案可以是增加電極催化劑層的表面積，以便減少實(shí)際的電流負(fù)荷。例如，一種解決方案是應(yīng)用網(wǎng)孔或穿孔金屬的基材代替常規(guī)的板狀基材，來(lái)物理地增加表面積。然而，這些基材的使用，涉及到不希望的額外加工成本。此外，通過(guò)物理地增加基材的表面積減少的實(shí)際電流密度，不改進(jìn)在電極催化劑層的電流濃度，導(dǎo)致對(duì)催化劑消耗很少的抑制效果。
[0006]在通過(guò)重復(fù)涂覆和焙燒的電極催化劑層的熱分解形成方法中，如果增加銥的一次涂覆量，簡(jiǎn)單地認(rèn)為:形成的催化劑層是松軟的；但是僅通過(guò)這個(gè)方法，電極催化劑層的有效表面積的增加是有限的，并且不能清楚地觀察到在高負(fù)荷條件下催化劑層消耗方面和耐久性方面的改進(jìn)。
[0007]作為用于這種電解的電極，需要具有低氧發(fā)生電位和長(zhǎng)使用壽命的電極。通常，作為這類(lèi)電極，已經(jīng)應(yīng)用了包括用含有貴金屬或貴金屬氧化物的催化劑層覆蓋的導(dǎo)電性金屬基體(例如鈦)的不溶性電極。例如，PTLl公開(kāi)了一種以如下方式制備的不溶性電極:將含有氧化銥和閥金屬氧化物的催化劑層涂覆在導(dǎo)電性金屬(例如鈦)的基體上，在氧化氣氛下加熱，并在650°C至850°C的溫度下焙燒，來(lái)將閥金屬氧化物部分地結(jié)晶化。然而，這種電極具有下列缺陷。因?yàn)樵撾姌O是在不低于650°C的溫度下焙燒的，金屬基體(例如鈦)引起界面腐蝕，并變成不良導(dǎo)體，使得氧過(guò)電壓增加到作為電極無(wú)法使用的程度。此外，在該催化劑層中的氧化銥的晶體直徑增大，結(jié)果降低催化劑層有效表面積，導(dǎo)致不良的催化活性。
[0008]PTL2公開(kāi)以如下方式制備的陽(yáng)極用于鍍銅和銅箔制造的用途:在導(dǎo)電性金屬(例如鈦)的基體上設(shè)置催化劑層，該催化劑層包括混合狀態(tài)的無(wú)定形氧化銥和無(wú)定形氧化鉭。然而，這種電極的特征在于無(wú)定形氧化銥，并且其電極耐久性不足。應(yīng)用無(wú)定形氧化銥時(shí)耐久性下降的原因是:與結(jié)晶氧化銥相比，無(wú)定形氧化銥在銥和氧之間顯示不穩(wěn)定的鍵合。
[0009]PTL3公開(kāi)涂覆有包括結(jié)晶氧化銥下層和無(wú)定形氧化銥上層的雙層結(jié)構(gòu)的催化劑層的電極，以抑制催化劑層的消耗并提高電極的耐久性。由于催化劑層的上層是無(wú)定形氧化銥，由PTL3公開(kāi)的電極在電極耐久性方面不足。此外，結(jié)晶氧化銥只存在于下層中，未均勻分布在整個(gè)催化劑層中，導(dǎo)致不足的電極耐久性。
[0010]PTL4公開(kāi)一種鋅電解提取用陽(yáng)極，其中在像鈦等的導(dǎo)電性金屬基體上，設(shè)置包含混合狀態(tài)的作為必要條件的無(wú)定形氧化銥和結(jié)晶氧化銥的催化劑層。PTL5公開(kāi)一種鈷電解提取用陽(yáng)極，其中在像鈦等的導(dǎo)電性金屬基體上，設(shè)置包含混合狀態(tài)的無(wú)定形氧化銥(作為必要條件)和結(jié)晶氧化銥的催化劑層。然而，認(rèn)為:因?yàn)檫@兩種電極含有大量無(wú)定形氧化銥作為必要條件，所以它們的電極耐久性不足。
[0011]為了解決這些問(wèn)題，本發(fā)明的發(fā)明人，主要目的在于對(duì)于銥的一次涂覆量不超過(guò)2g/m2的情況減少氧發(fā)生過(guò)電壓，已經(jīng)開(kāi)發(fā)出:⑴通過(guò)低溫焙燒(370°C -400°C )加上高溫后焙燒(post-bake) (520°C -600°C )形成其中結(jié)晶氧化銥和無(wú)定形氧化銥共存的催化劑層的焙燒方法；和(2)通過(guò)高溫焙燒(410°C -450°C )加上高溫后焙燒(520°C -560°C )形成其中只含有幾乎完全結(jié)晶的氧化銥的催化劑層的焙燒方法；并且對(duì)這兩個(gè)方法已經(jīng)與本申請(qǐng)同一日期做出專(zhuān)利申請(qǐng)。
[0012]依據(jù)這兩件發(fā)明，當(dāng)銥的一次涂覆量不超過(guò)2g/m2時(shí)，在電流密度不超過(guò)100A/m2的電解條件下，可以實(shí)現(xiàn)鉛難附著性(lead adhesion resistivity),并且同時(shí),可以實(shí)現(xiàn)由催化劑層有效面積的增加引起的耐久性改進(jìn)和氧發(fā)生過(guò)電壓的下降。
[0013]然而，近來(lái)為提高產(chǎn)品的品質(zhì)或者向產(chǎn)品提供特定的性能，已經(jīng)經(jīng)常進(jìn)行在300A/dm2-700A/dm2以上的電流密度下的電解。近期的趨勢(shì)是:這樣的高電流沒(méi)有供給到安裝到工業(yè)電解系統(tǒng)的所有陽(yáng)極，而是，將輔助陽(yáng)極安裝在施加高負(fù)荷電解條件來(lái)向由該電解獲得的產(chǎn)品提供特殊性能的特定點(diǎn)處。
[0014]在這樣高電流密度的電解下，該電極催化劑層是高負(fù)荷的，并且電流易于集中在那里，導(dǎo)致該電極催化劑層的迅速消耗。此外，為了穩(wěn)定產(chǎn)品品質(zhì)而添加的有機(jī)物質(zhì)或雜質(zhì)元素，引起各種電化學(xué)和化學(xué)反應(yīng)，伴隨著氧發(fā)生反應(yīng)氫離子濃度增加，降低PH值，并且電極催化劑的消耗進(jìn)一步加快。從這些現(xiàn)象，變得明顯的是:通過(guò)與本發(fā)明的發(fā)明人的上述兩項(xiàng)專(zhuān)利申請(qǐng)相關(guān)的發(fā)明，可能不總是能實(shí)現(xiàn)通過(guò)增加催化劑層有效面積提高耐久性和降低氧發(fā)生過(guò)電壓。
[0015]引用列表
[0016]專(zhuān)利文獻(xiàn)
[0017]PTLl:JP2002-275697A(JP3654204B)
[0018]PTL2:JP2004-238697A(JP3914162B)[0019]PTL3:JP2007-146215A
[0020]PTL4:JP2009-293117A (JP4516617B)
[0021 ] PTL5:JP2010-001556A(JP4516618B)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0022]發(fā)明要解決的問(wèn)題
[0023]為了解決以上問(wèn)題，本發(fā)明目的是提供一種在高負(fù)荷條件下具有優(yōu)異的耐久性的耐高負(fù)荷氧發(fā)生用陽(yáng)極及其制造方法，所述耐高負(fù)荷氧發(fā)生用陽(yáng)極通過(guò)增大在高負(fù)荷條件下電極催化劑層的有效表面積，可以改進(jìn)對(duì)電極催化劑層的電流分布、抑制電極催化劑的消耗并改進(jìn)電極催化劑的耐久性。
[0024]用于解決問(wèn)題的方案
[0025]作為實(shí)現(xiàn)上述目的的第一解決方案，本發(fā)明提供氧發(fā)生用陽(yáng)極，其包括導(dǎo)電性金屬基體和在該導(dǎo)電性金屬基體上形成的含有氧化銥的催化劑層，其中該催化劑層的銥的一次涂覆量不少于2g/m2，該涂覆是在430°C至480°C的相對(duì)高的溫度區(qū)域內(nèi)焙燒，以形成含有無(wú)定形氧化銥的催化劑層，并將該含有無(wú)定形氧化銥的催化劑層在520°C至600°C的進(jìn)一步高的溫度區(qū)域內(nèi)后焙燒，以將該催化劑層中幾乎全部量的氧化銥結(jié)晶化。
[0026]作為實(shí)現(xiàn)上述目的的第二解決方案，本發(fā)明提供氧發(fā)生用陽(yáng)極，其包括導(dǎo)電性金屬基體和在該導(dǎo)電性金屬基體上形成的含有氧化銥的催化劑層，其中該催化劑層的銥的一次涂覆量不少于2g/m2，并且使在后焙燒后催化劑層中氧化銥的結(jié)晶度不低于80%。
[0027]作為實(shí)現(xiàn)上述目的的第三解決方案，本發(fā)明提供氧發(fā)生用陽(yáng)極，其包括導(dǎo)電性金屬基體和在該導(dǎo)電性金屬基體上形成的含有氧化銥的催化劑層，其中該催化劑層的銥的一次涂覆量不少于2g/m2，并且在該催化劑層中的氧化銥的晶體直徑不長(zhǎng)于9.0nm。
[0028]作為實(shí)現(xiàn)上述目的的第四解決方案，本發(fā)明提供氧發(fā)生用陽(yáng)極，其包括導(dǎo)電性金屬基體和在該導(dǎo)電性金屬基體上形成的含有氧化銥的催化劑層，其中在形成該催化劑層之前，通過(guò)電弧離子鍍法(以下稱(chēng)作AIP)，在該導(dǎo)電性金屬基體上形成含有鉭和鈦成分的底層(base layer)。
[0029]作為實(shí)現(xiàn)上述目的的第五解決方案，本發(fā)明提供氧發(fā)生用陽(yáng)極的制造方法，其中催化劑層的銥的一次涂覆量不少于2/m2，并且通過(guò)在430°C至480°C的相對(duì)高的溫度區(qū)域內(nèi)焙燒，形成含有無(wú)定形氧化銥的催化劑層，并將該含有無(wú)定形氧化銥的催化劑層在520°C至600°C的進(jìn)一步高的溫度區(qū)域內(nèi)后焙燒，以將該催化劑層中幾乎全部量的氧化銥結(jié)晶化。
[0030]作為實(shí)現(xiàn)上述目的的第六解決方案，本發(fā)明提供氧發(fā)生用陽(yáng)極的制造方法，其中催化劑層的銥的一次涂覆量不少于2g/m2，并且通過(guò)在430°C至480°C的相對(duì)高的溫度區(qū)域內(nèi)焙燒，形成含有無(wú)定形氧化銥的催化劑層，并將該含有無(wú)定形氧化銥的催化劑層在520°C至600°C的進(jìn)一步高的溫度區(qū)域內(nèi)后焙燒，以使得在該催化劑層中氧化銥的結(jié)晶度不低于80%。
[0031]作為實(shí)現(xiàn)上述目的的第七解決方案，本發(fā)明提供氧發(fā)生用陽(yáng)極的制造方法，其中催化劑層的銥的一次涂覆量不少于2g/m2，并且通過(guò)在430°C至480°C的相對(duì)高的溫度區(qū)域內(nèi)焙燒，形成含有無(wú)定形氧化銥的催化劑層，并將該含有無(wú)定形氧化銥的催化劑層在520°C至600°C的進(jìn)一步高溫度區(qū)域內(nèi)后焙燒，以使得在該催化劑層中的氧化銥的晶體直徑不長(zhǎng)于 9.0nm。
[0032]作為實(shí)現(xiàn)上述目的的第八解決方案，本發(fā)明提供氧發(fā)生用陽(yáng)極的制造方法，該氧發(fā)生用陽(yáng)極包括導(dǎo)電性金屬基體和在該導(dǎo)電性金屬基體上形成的含有氧化銥的催化劑層，其中在形成該催化劑層之前，通過(guò)AIP法，在該導(dǎo)電性金屬基體上形成含有鉭和鈦成分的AIP底層。
[0033]發(fā)明的效果
[0034]通過(guò)本發(fā)明，在形成含有氧化銥的電極催化劑層時(shí)，催化劑層的銥的一次涂覆量不少于2g/m2，通過(guò)以下兩個(gè)步驟代替在500°C以上(其是完美晶體沉積溫度)的常規(guī)重復(fù)焙燒操作來(lái)進(jìn)行焙燒:在430°C至480°C的相對(duì)高的溫度區(qū)域內(nèi)焙燒，以形成含有無(wú)定形氧化銥的催化劑層；和在520°C至600°C的進(jìn)一步高的溫度區(qū)域內(nèi)后焙燒，以抑制在該電極催化劑層中的氧化銥的晶體直徑，優(yōu)選抑制到9.0nm以下；并將大部分氧化銥結(jié)晶化，優(yōu)選至結(jié)晶度為80%以上。從而，能夠抑制氧化銥的晶體直徑的生長(zhǎng)，并且能夠增加該催化劑層的有效表面積。從而，根據(jù)本發(fā)明，可以抑制氧化銥的晶體直徑的生長(zhǎng)。作為理由，考慮了下列。通過(guò)兩個(gè)步驟進(jìn)行焙燒:首先，在430°C至480°C的相對(duì)高的溫度區(qū)域內(nèi)重復(fù)涂覆和焙燒，之后在520°C至600°C的進(jìn)一步高的溫度下后焙燒。與通過(guò)常規(guī)方法從開(kāi)始就在高溫下焙燒相比，在本發(fā)明下晶體直徑不會(huì)增大到超過(guò)某種程度。如果抑制氧化銥的晶體直徑的生長(zhǎng)，晶體直徑越小，催化劑層的有效表面積越大。然后，電極的氧發(fā)生過(guò)電壓可減少，促進(jìn)氧發(fā)生，并且可抑制從鉛離子形成PbO2的反應(yīng)。這樣，抑制了 PbO2在該電極上的附著和覆
至JHL ο [0035]進(jìn)一步地，根據(jù)本發(fā)明，同時(shí)增加了催化劑層的有效表面積，電流均勻地分布，也就是說(shuō)，抑制了電流的集中，并且降低了該催化劑層因電解的消耗，這導(dǎo)致電極耐久性的改進(jìn)。
[0036]此外，根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)將銥的一次涂覆量控制在2g/m2以上，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品品質(zhì)的改進(jìn)并向產(chǎn)品提供特殊的性能。當(dāng)在300A/dm2至700A/dm2以上的電流密度下進(jìn)行電解時(shí)，或者還有在高負(fù)荷電解條件下在特定點(diǎn)處設(shè)置輔助陽(yáng)極以向由電解獲得的產(chǎn)品賦予特殊性能時(shí)，可減輕對(duì)該電極催化劑層的負(fù)荷，可以防止電流集中，并且可以抑制電極催化劑層的消耗。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0037][圖1]圖1是表示催化劑層的氧化銥(IrO2)結(jié)晶度隨焙燒溫度和后焙燒溫度的變化的圖。
[0038][圖2]圖2是表示催化劑層的氧化銥(IrO2)晶體直徑隨焙燒溫度和后焙燒溫度的變化的圖。
[0039][圖3]圖3是表示電極的靜電容量隨焙燒溫度和后焙燒溫度的變化的圖。
[0040][圖4]圖4是表示氧過(guò)電壓對(duì)焙燒條件的依賴(lài)關(guān)系的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0041]下面參考附圖詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方案。在本發(fā)明中，發(fā)現(xiàn):如果增加該電極催化劑層的有效表面積，以抑制氧化鉛到電極表面的附著反應(yīng)，可以降低氧發(fā)生過(guò)電壓，于是促進(jìn)氧發(fā)生，并且同時(shí)能夠抑制氧化鉛的附著反應(yīng)。此外，從為了同時(shí)改進(jìn)電極耐久性需要催化劑層的氧化銥主要為晶體的理念出發(fā)，并且重復(fù)試驗(yàn)，已經(jīng)完成了本發(fā)明。
[0042]在本發(fā)明中，進(jìn)行兩步焙燒:首先，在430°C至480 V的相對(duì)高的溫度區(qū)域內(nèi)，在焙燒中形成含有無(wú)定形IrO2的催化劑層，然后，在520°C至600°C的進(jìn)一步高的溫度區(qū)域內(nèi)來(lái)后焙燒，由此，該催化劑層的氧化銥幾乎全部結(jié)晶化。
[0043]通過(guò)本發(fā)明的發(fā)明人進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)，已經(jīng)證明:可以大幅增加有效表面積的含有無(wú)定形氧化銥的催化劑層，非?？焖俚赝ㄟ^(guò)電解消耗無(wú)定形氧化銥，并且耐久性相對(duì)降低。換言之，認(rèn)為不能改進(jìn)電極耐久性，除非使該催化劑層的氧化銥結(jié)晶化。因此，為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明增加電極催化劑層的有效表面積并降低該電極的過(guò)電壓的目的，本發(fā)明施行兩步焙燒:高溫焙燒加上高溫后焙燒，以便控制催化劑層氧化銥的晶體直徑，通過(guò)其析出比常規(guī)的產(chǎn)品的尺寸更小的氧化銥晶體，導(dǎo)致電極催化劑層增加的有效表面積和降低的過(guò)電壓。
[0044]在本發(fā)明中，通過(guò)在430°C至480°C的相對(duì)高的溫度區(qū)域內(nèi)焙燒，在導(dǎo)電性金屬基體的表面上形成含有無(wú)定形氧化銥的催化劑層；此后，將無(wú)定形氧化銥的催化劑層在520°C至600°C的進(jìn)一步高的溫度區(qū)域內(nèi)后焙燒，以將該催化劑層中的氧化銥幾乎完全地結(jié)晶化。
[0045]根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)將銥的一次涂覆量控制在2g/m2以上，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品品質(zhì)的改進(jìn)并向產(chǎn)品提供特殊的性能。當(dāng)在300A/dm2至700A/dm2以上的電流密度下進(jìn)行電解時(shí)，或者還有在高負(fù)荷電解 條件下在特定點(diǎn)處設(shè)置輔助陽(yáng)極以向由電解獲得的產(chǎn)品賦予特定性能時(shí)，可以減輕對(duì)電極催化劑層的負(fù)荷，可以防止電流集中，并且可以抑制電極催化劑層的消耗。
[0046]通過(guò)在該催化劑層中要形成的氧化銥的晶體粒徑和結(jié)晶度，確定在4 3 (TC至4800C的相對(duì)高的溫度區(qū)域內(nèi)的焙燒溫度和在520°C至600°C的進(jìn)一步高的溫度區(qū)域內(nèi)的后焙燒溫度，并在上述溫度區(qū)域內(nèi)形成具有低的氧過(guò)電壓和高耐腐蝕性的催化劑層。
[0047]在本發(fā)明中，通過(guò)將該電極催化劑層中的氧化銥的晶體直徑控制到小的數(shù)值(優(yōu)選等于或小于9.0nm)，并將大部分氧化銥結(jié)晶化、優(yōu)選至等于或超過(guò)80%的結(jié)晶度，能夠抑制氧化銥晶體直徑的生長(zhǎng)，并且能夠增加該催化劑層的有效表面積。
[0048]在形成該催化劑層之前，如果在該導(dǎo)電性金屬基體上設(shè)置含有鉭和鈦組分的AIP底層，可以進(jìn)一步防止該金屬基體的界面腐蝕。
[0049]可以施用由TiTaOx氧化物層組成的底層，來(lái)代替該AIP底層。
[0050]以如下的方式形成該催化劑層:將作為涂覆液的IrCl3/Ta2Cl5的鹽酸水溶液以一次3g-1r/m2來(lái)涂覆到AIP涂覆的鈦基材上，并在部分IrO2結(jié)晶(430_480°C )的溫度下焙燒。在重復(fù)涂覆和焙燒操作直到獲得必要的催化劑的承載量之后，在進(jìn)一步的高溫(520°C至600°C)下進(jìn)行一小時(shí)的后焙燒。這樣，制備了電極樣品。通過(guò)X射線衍射測(cè)量制得樣品的催化劑層的IrO2結(jié)晶性、氧發(fā)生過(guò)電壓、電極的靜電容量等，并評(píng)價(jià)硫酸電解和添加明膠的硫酸電解和鉛附著試驗(yàn)。
[0051]結(jié)果，已經(jīng)發(fā)現(xiàn):形成的催化劑層的大部分IrO2是結(jié)晶的，晶體直徑變得更小，并且電極有效表面積增加。進(jìn)行加速壽命評(píng)價(jià)，并發(fā)現(xiàn):如后面所述的，硫酸電解壽命是常規(guī)產(chǎn)品的硫酸電解壽命的約1.4倍，且添加明膠的硫酸電解壽命是常規(guī)產(chǎn)品的約1.5倍，證明了耐久性的改進(jìn)。
[0052]本發(fā)明的實(shí)驗(yàn)條件和方法如下。[0053]為了調(diào)查無(wú)定形氧化銥的形成溫度和后續(xù)結(jié)晶用后焙燒溫度的范圍，制造如表1中所示的樣品，并進(jìn)行X射線衍射、循環(huán)伏安法、氧過(guò)電壓等的測(cè)量。
[0054]將鈦板(JIS-1)的表面用鐵砂(G120尺寸)進(jìn)行干式噴砂，之后在沸點(diǎn)下在濃鹽酸水溶液中浸酸10分鐘，用于電極的金屬基體的清潔處理。將清潔后的電極的金屬基體設(shè)置在應(yīng)用T1-Ta合金靶材作為蒸發(fā)源的AIP單元，并將鉭和鈦合金的涂層施涂到該電極的金屬基體的表面上作為底層。涂覆條件示于表1中。
[0055][表 1]
[0056]
【權(quán)利要求】
1.一種氧發(fā)生用陽(yáng)極，其包括導(dǎo)電性金屬基體和在該導(dǎo)電性金屬基體上形成的含有氧化銥的催化劑層，其中所述催化劑層的銥的一次涂覆量不少于2g/m2，將該涂層在430°C至480°C的高溫區(qū)域內(nèi)焙燒，以形成含有無(wú)定形氧化銥的催化劑層，并將該含有無(wú)定形氧化銥的催化劑層在520°C至600°C的高溫區(qū)域內(nèi)后焙燒，以將所述催化劑層中幾乎全部量的氧化銥結(jié)晶化。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧發(fā)生用陽(yáng)極，其包括所述導(dǎo)電性金屬基體和在該導(dǎo)電性金屬基體上形成的所述含有氧化銥的催化劑層，其中所述催化劑層的銥的一次涂覆量不少于2g/m2，并使后焙燒之后的所述催化劑層中氧化銥的結(jié)晶度不低于80%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的氧發(fā)生用陽(yáng)極，其包括所述導(dǎo)電性金屬基體和在該導(dǎo)電性金屬基體上形成的所述含有氧化銥的催化劑層，其中所述催化劑層的銥的一次涂覆量不少于2g/m2，并使該催化劑層中的氧化銥的晶體直徑不長(zhǎng)于9.0nm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的氧發(fā)生用陽(yáng)極，其包括所述導(dǎo)電性金屬基體和在該導(dǎo)電性金屬基體上形成的所述含有氧化銥的催化劑層，其中在形成所述催化劑層之前，通過(guò)電弧離子鍍法在所述導(dǎo)電性金屬基體上形成含有鉭和鈦成分的電弧離子鍍底層。
5.一種氧發(fā)生用陽(yáng)極的制造方法，該氧發(fā)生用陽(yáng)極包括導(dǎo)電性金屬基體和在該導(dǎo)電性金屬基體上形成的含有氧化銥的催化劑層，其中該催化劑層的銥的一次涂覆量不少于2g/m2，并且通過(guò)在430°C至480°C的高溫區(qū)域內(nèi)焙燒，在所述導(dǎo)電性金屬基體的表面上形成含有無(wú)定形氧化銥的催化劑層，并將該含有無(wú)定形氧化銥的催化劑層在520°C至600°C的高溫區(qū)域內(nèi)后焙燒，以將該催化劑層中幾乎全部量的氧化銥結(jié)晶化。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的氧發(fā)生用陽(yáng)極的制造方法，其中所述催化劑層的銥的一次涂覆量不少于2g/m2，并且通過(guò)在430°C至480°C的高溫區(qū)域內(nèi)焙燒，在所述導(dǎo)電性金屬基體的表面上形成所述含有無(wú)定形氧化銥的催化劑層，并將所述含有無(wú)定形氧化銥的催化劑層在520°C至600°C的高溫區(qū)域內(nèi)后焙燒，以使所述催化劑層中的氧化銥的結(jié)晶度不低于80%。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的氧發(fā)生用陽(yáng)極的制造方法，其中所述催化劑層的銥的一次涂覆量不少于2g/m2，并且通過(guò)在430°C至480°C的高溫區(qū)域內(nèi)焙燒，在所述導(dǎo)電性金屬基體的表面上形成所述含有無(wú)定形氧化銥的催化劑層，并將所述含有無(wú)定形氧化銥的催化劑層在520°C至600°C的高溫區(qū)域內(nèi)后焙燒，以使所述催化劑層中的氧化銥的晶體直徑不長(zhǎng)于 9.0nm0
8.根據(jù)權(quán)利要求5-7任一項(xiàng)所述的氧發(fā)生用陽(yáng)極的制造方法，所述氧發(fā)生用陽(yáng)極包括所述導(dǎo)電性金屬基體和在該導(dǎo)電性金屬基體上形成的所述含有氧化銥的催化劑層，其中在形成所述催化劑層之前，通過(guò)電弧離子鍍法在所述導(dǎo)電性金屬基體上形成含有鉭和鈦成分的電弧離子鍍底層。
【文檔編號(hào)】C25B11/04GK104024481SQ201280064839
【公開(kāi)日】2014年9月3日 申請(qǐng)日期:2012年12月14日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月26日
【發(fā)明者】曹翊, 加藤昭博, 平尾和宏, 古澤崇 申請(qǐng)人:培爾梅烈克電極股份有限公司