專利名稱：網(wǎng)孔板式瓷基二氧化鉛電極的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型系一種新型二氧化鉛電極。
眾所周知，二氧化鉛具有僅次于鉑的高氧過(guò)電位，且有鉑金尚不能比的催化活性，二氧化鉛導(dǎo)電性好，化學(xué)穩(wěn)定性優(yōu)良，是一種很好的不溶性陽(yáng)極材料。但由于二氧化鉛本身性脆，加上具有優(yōu)良電化學(xué)活性的β－PbO2往往內(nèi)應(yīng)力很大，因此過(guò)去人們制造的二氧化鉛電極其鍍層容易從基體上剝落，美、日曾選用石墨為電極的基體，但石墨易腐蝕，電極壽命短；后來(lái)日本人也選用過(guò)陶瓷基體(JP7496884)但未能解決鍍層易剝落的問(wèn)題；我國(guó)天津化工院一室也曾研制了管(棒)式陶基PbO2陽(yáng)極(φ25、φ50)并把它推向了工業(yè)應(yīng)用。但其鍍層仍然易在使用中剝落，產(chǎn)生的碎塊可致使陰－←陽(yáng)極短路而引起爆鳴。
現(xiàn)在國(guó)外在研制金屬基體二氧化鉛陽(yáng)極(日本專利公開(kāi)號(hào)31396／83、34245／84等)因?yàn)榻饘倥cPbO2的膨脹系數(shù)相差甚大，也沒(méi)能解決好鍍層易剝落的問(wèn)題。
本實(shí)用新型的目的在于提供一種鍍層與基體結(jié)合好、鍍層不易剝落、強(qiáng)度較高、壽命長(zhǎng)，載流量大的二氧化鉛電極。
本實(shí)用新型是通過(guò)以下方案實(shí)現(xiàn)的，


圖1是網(wǎng)孔板式瓷基二氧化鉛電極結(jié)構(gòu)示意圖，電極由板狀陶瓷基體［1］上施鍍二氧化鉛而成。
電極選用機(jī)械強(qiáng)度大于1000kg／cm2其膨脹系數(shù)與PbO2的相近，6.0×10－6(20－600℃)氧化鋁含量大于20％的陶瓷為基體材質(zhì)(1)。
把基體制成有很多圓孔(2)的網(wǎng)板(如
圖1所示)，然后雙面施鍍二氧化鉛，使兩面的鍍層通過(guò)圓孔(2)內(nèi)壁的鍍層互相交聯(lián)成一體。
二氧化鉛鍍層采用化學(xué)鍍和電沉積相結(jié)合的方法獲得，底層α－PbO2采用已知的方法即用含Pb＋＋的醋酸銨溶液以過(guò)硫酸銨氧化制備，在瓷體獲得了導(dǎo)電性后，用(CN87.106028A)的方法，在含Pb＋＋的堿溶液中再沉積一層仍屬α－PbO2的鍍層，然后再在0.1－10A／dm2電流密度下用100－200kg／m3的硝酸鉛溶液電沉積β－PbO2。
化學(xué)鍍PbO2后再在含Pb＋＋堿溶液中電沉積PbO2，是因?yàn)檫@種鍍層特別致密，對(duì)瓷基能起封閉作用，避免了瓷基在下工序電鍍中和電極使用中由于溶液的滲入而導(dǎo)致基體的機(jī)械強(qiáng)度降低。
通常在連續(xù)平面基體上電解形成的β－PbO2層由于其晶體結(jié)構(gòu)可產(chǎn)生固有的內(nèi)應(yīng)變，鍍層往往有或明或隱的裂紋，因此鍍層易剝落，但施鍍?cè)趫@形孔網(wǎng)板瓷基上，基體的園網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)可使內(nèi)應(yīng)力分散或互相抵消，雙面鍍層通過(guò)園孔內(nèi)壁鍍層互相交聯(lián)的結(jié)構(gòu)更增強(qiáng)了鍍層與基體的結(jié)合力及電極整體的強(qiáng)度。因瓷基的膨脹系數(shù)為6.0×10－6與PbO2的相近，也使鍍層在有溫差的條件下不會(huì)發(fā)生爆裂。
合理的電沉積條件可使β－PbO2鍍層具有最佳的電化學(xué)性能，即高的氧過(guò)電位和電化學(xué)活性。
因此本實(shí)用新型提供的網(wǎng)孔板式瓷基二氧化鉛電極具有下述優(yōu)點(diǎn)1)基體采用高強(qiáng)度、高鋁瓷材質(zhì)，使電極具有優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性和耐腐蝕性；2)因基材機(jī)械強(qiáng)度已達(dá)1000kg／cm2以上，整體電極也已具有足夠滿足工業(yè)生產(chǎn)所需要的機(jī)械性能；3)網(wǎng)孔板結(jié)構(gòu)及基體與鍍層相近的膨脹系數(shù)使二氧化鉛鍍層與基體結(jié)合非常牢固，即使電極打成了碎塊，鍍層和基體仍為一體，鍍層仍不脫落；4)網(wǎng)孔使電極具有更大的表面積，一塊外形尺寸為500×200×12的電極表觀表面積已達(dá)23dm2以上，可載流400A以上，短時(shí)間載流量可達(dá)1000A，已相當(dāng)于φ50×600的管(棒)式電極3－4根。使單槽上電極的使用數(shù)大大減少，給電槽的安裝、管理帶來(lái)了極大方便；5)電極成板式，簡(jiǎn)化了陰極制造，為設(shè)計(jì)高效率新型電槽創(chuàng)造了條件，使電槽制造成本大大減少；6)板式電極還為二氧化鉛電極應(yīng)用于電冶金、電鍍、電有機(jī)合成等部門提供了方便。
實(shí)施例用外形尺寸為500×200×8的網(wǎng)孔瓷板l板上有610個(gè)φ8的園孔(2)為基體(1)，把瓷基經(jīng)過(guò)清理除去粘結(jié)物、刷洗干凈，使瓷基表面性質(zhì)均一化后，即進(jìn)行化學(xué)鍍，化學(xué)鍍?cè)?0－60kg／m3Pb＋＋溶液和等體積的0.2－1.0N的過(guò)硫酸銨溶液的混合液中，在PH＝9－10、溫度為30－35℃的條件下進(jìn)行。
化學(xué)鍍完成后用1－3N含Pb＋＋的NaOH(用PbO溶于堿液中)，在0.05－1.0A／dm2的電流密度下再電沉積α－PbO2。α－PbO2鍍層施鍍好后，在100－250kg／m3的硝酸鉛溶液中在溫度為85℃、電流密度為0.1－5A／dm2的條件下施鍍?chǔ)拢璓bO2。控制好電沉積條件可獲得均勻細(xì)密呈鐵灰色的PbO2鍍層，且棱角處不結(jié)瘤，整個(gè)板平整，鍍層厚度相差在±0.5mm以下。
電極應(yīng)用實(shí)例1以網(wǎng)孔瓷基板式電極對(duì)506kg／m3NaCLO3溶液進(jìn)行電解，以1Cr，18Ni9Ti板為陰極，控制溫度在40－50℃，在NaCL＜0.3kg／m3NaClO3濃度大于200kg／m3階段，電流效率在94％以上，與園棒式電極比較在同等條件下其電解的電流效率提高8％。
應(yīng)用實(shí)例2以網(wǎng)孔瓷基板式PbO2作鍍Cr陽(yáng)極，鍍液為250kg／m3CrO3，2.5kg／m3H2SO4溶液溫度為55℃，陽(yáng)極無(wú)鈍化現(xiàn)象，陰極Cr鍍層呈鏡面光亮，陽(yáng)極使用48小時(shí)，底層尚完好無(wú)損，而以Pb－Sb合金為陽(yáng)極，在同等情況下，已出現(xiàn)嚴(yán)重的腐蝕。
權(quán)利要求1.一種二氧化鉛電極，由板式的陶瓷基體[1]上施鍍二氧化鉛而成，其特征在于陶瓷基體[1]上制有很多的圓孔，構(gòu)成網(wǎng)板式。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述電極，其特征在于基體［1］雙面施鍍二氧化鉛，其雙面鍍層通過(guò)圓孔［2］內(nèi)壁的鍍層互相交聯(lián)成一體。
專利摘要本實(shí)用新型提供的是一種新型二氧化鉛電極。其特征是電極基體采用機(jī)械強(qiáng)度大于1000kg/cm
文檔編號(hào)C25B11/16GK2136250SQ9221228
公開(kāi)日1993年6月16日 申請(qǐng)日期1992年2月26日 優(yōu)先權(quán)日1992年2月26日
發(fā)明者謝原壽, 黃存禮 申請(qǐng)人:湘潭大學(xué)