Способ изготовления каталитически активного электрода химического источника тока

 

ОП ИСААКИЕ

ИЭЬБРЕТЕН ИЯ

К ПАТЕНТУ

Союз Соеегскик

Социалисгичесиик

Республик (ti)997621 (6l ) Дополнительный к патенту (22) Заявлено21. 09. 79 (21) 2822453/24-07 (23) Приоритет - (32) 21.09.78 (3l) 37556/78 (33) Великобритания

Опубликовано l5.02.83- Бюллетень¹ 6

Дата опубликования описания 15. 02. 83

В (51) N. Кл.

Н О1 И 4/88

9судеретеелльй «емитет

CCCP ле делам лаебретелле и атермтий (53) УД1(621.3..035.222.4 (088.8) (!

+ At

I д

Дзе Бритиш Петролеум Компани Лимитед (Великобритания) (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КАТАЛИТИЧЕСКИ АКТИВНОГО

ЭЛЕКТРОДА ХИМИЧЕСКОГО ИСТОЧНИКА ТОКА

Изобретение относится к источникам тока и касается .способа изготовления каталитически активного источника тока.

Известно использование в качестве катализатора электрода раствора окисла титана с по крайней мере одним окислом переходного металла, выбранного из группы, содержащей ниобий, никель, кобальт, тантал (1 1.

Известен способ изготовления каталитически активного электрода химического источника тока путем нанесения на основу соединения переходного металла и отверждения (2).

Однако полученный таким образом катализатор теряет свою электрохимическуо активность.

Цель изобретения - повышение электрохимической активности и стабильности электрода. казанная цель достигаетсл тем, что согласно способу изготовления каталитически активного электрода на металлическую основу наносят гомоген2 ный раствор соединения первой группы, содержащей нитрат или хлорид железа, кобальта, никеля и марганца, и соединения металла из второй группы, содержащей молибдат аммония, вана5 дат аммония и хлорид вольфрама, термически разлагают.эти соединения до соответствующих окислов при 700900 С или наносят смесь окислов нике ля и молибдена на металлическую ос1О нову при атомном соотношении металла из первой группы к металлу второй группы (50-80): (50-20) и отверждают покрытую окислом основу в восстаноо вительной среде при 300-700 С.

Гомогенный раствор соединений металлов представляет собой водный или органический раствор.

К водному раствору добавляют аммии ак для поддержания гоиогенности раствора.

Окислы молибдена и никеля наносят пламенным или плазменным напылением., Гомогенный раствор соединений металлов, используемый для покрытия, 621 4

- ре, при которой ожидают разложение соединений металлов до их оКислов.

Основу, покрытую, окислами металлов, из гомогенной жидкости или из смеси твердых веществ затеи отверждают нагреванием в печи в восстановительной атмосере при 300"700 С.Вссстановительной атмосферой предпочтительно является водород.

>а Точная природа активных центров, образующих электрокатализатор,неясна.

Кроме окислов металлов, присутствующих на поверхности основы, стадия конечного отверждения в восстанови1 тельной атмосфере также приводит к превращению по меньшей мере части окислов в металлическое состояние.

Стадии получения электродов приспосабливают для нанесения необходи р мого количества катализатора на по верхность основы. Количество катализатора, наносимого на основу, должно быть более 10 мг/см .

3 997 представляет собой однородную смесьсоответствующих твердйх, соединений металлов в их мелкодисперсном состоянии, твердый раствор соединений металлов или раствор соединений в растворителе, Однородную смесь твердых соединений металлов предварительно перемешивают или смешивают непосредственно перед контактом с покрываемой основой. В случае предварительного перемешивания, смесь, например, распыляют из одной распылительной пушки.

Выбор конкретного органического растворителя 1 метанола, этанола) зависит от растворимости нужных металлических соединений в нем.

В некоторых случаях при использовании водных систем существует тенденция-осаждения одного или более соединений металлов. в частности при стоянии раствора даже в течение сравнительно короткого времени. Например, водный раствор, содержащий нитрат никеля и молибдат аммония, имеет тенденцию к осаждению соединения при стоянии. При этом гомогенная смесь не имеет нужную концентрацию и поэтому дает неудовлетворительные результаты, чего избегают добавлением аммиака к раствору, чтобы довести значение рН раствора Ьо 9.

Если гомогЫным раствором является жидкость, ее наносят на покрываемую поверхность, например, окунанием, разбрызгиванием, окраской кистью или посредством нанесения покрытия из гомогенного раствора. Покрытую поверхность после этого нагревают до повышенной температуры, чтобы разложить соединения металлов а соответствую" щие окислы. Разложение проводят в воздухе при 700-9004С. Операцию нанесения покрытия из гомогенного раствора на основу с последующим термическим разложением повторяют несколько раз, чтобы гарантировать достаточное покрытие поверхности основными окислами металлов.

Если гомогенный раствор соединений металлов является смесью твердых веществ, предварительно перемешанных, его наносят на основу распылением расплава, например пламенным или плаз,менным распылением и стадии покрывания основы соединениями металлов в .термическое разложение покрытия осуществляют а виде одной операции. Это .возможно благодаря высокой температуПример 1. Получение I oMol BH ных растворов. а). Ванадат аммония и нитрат никеля в атомном отношении 75:25 смешиаают а 203-ном аммиачном растворе. б). Нитрат железа и молибдат аммония а атомном отношении 54:46 смешивают а дистиллированной воде и нагревают до 70 С до образования геля.

e). Иолибдат аммония и нитрат кобальта а атомном отношении 80:20 смешивают в 353-ном аммиачном растворе. г). Нитрат марганца и молибдат аммония смешивают в дистиллированной воде в атомном отношении 80:20. д). Безводный хлористый никель, растворенный в безводном метаноле, смешивают с раствором гексахлорида вольфрама в метаноле в атомном отношении 73:2.

Пример 2. Получение электродов.

Взвешенную никелевую сетку (1 х х 1 см) с размером отверстий 80 мк погружают в гомогенный раствор сот ответствующих солей металлов(,укаэанных в примере 1), а затем нагревают в пламени бунзеновской горелки до красного каления и дают остыть Стадию повторяют до тех пор, пока сетка достаточно не покрывается. Электрод нагревают 1 ч в атмосфере водорода при 300, 500, 600 или 700 С. Получен;, ный электрод повторно взвешивают, Формула изобретения

Составитель К.Вейсбейн

Редактор Н.ц1выдкая Техред М.Костик Корректор Е;Рошко

Заказ 977/79 Тираж 701 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 5-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

% 9976 чтобы определить его каталитическую загрузку. П р и м е. р 3. Нанесение окислов, а). Пламенное распыление. Смесь. окиси никеля и трехокиси молибдена, имеющая атомное отношение 50:50 с размером частиц 50 мк, распыляется на пластину из мягкой стали, подвергнутую дробеструйной обработке, в кислородно-ацетиленовом пламени. Основа покрыта только с.одной стороны.

Электроды восстанавливают в водородной атмосфере 1 ч при 500 С.

Участки непокрытой основы маскируют политетрафторэтиленом. 1% б). Плазменное распыление. Смесь окиси никеля и трехокиси молибдена при атомном отношении 60:40 с. размером частиц 50 мк подвергают плазменному распылению на пластину из мягкой26 стали, обработанную дробеструйным способом. Основу покрывают только с одной стороны.

Электроды восстанавливают в водородной атмосфере l ч при 500© С. Учась 3% ки непокрытой основы маскируют политетрафторэтиленом.

Электроды, полученные предлагаемым способом, показывают большую активность и стабильность, чем получен- в ные известным способом..

1. Способ изготовления каталитически активного электрода химического источника тока путем нанесения на основу хотя бы одного соединения переходного металла и отверждения, 21. С отличающийся тем, что, с целью повышения электрохимической активности и стабильности электрода, на металлическую основу наносят гомогенный раствор соединения первой группы, содержащей нитрат или хлорид железа, кобальта, никеля и марганца, и соединения металла из второй группы, содержащей модибдат аммония, ванадат аммония и хлорид вольфрама, термически разлагают эти соединения до соответствующих окислов при 700-900 С или наносят на металлическую основу смесь окислов никеля и молибдена при атомном соот" ношении металла ив первой группы к металлу второй группы (50-80):(5020/ и отверждают покрытую окислами основу в восстановительной среде при 300-700 С.

2. Способ по п.1, о т л и ч а.— ю шийся тем, что в качестве гомогенного раствора соединений металлов взят водный или органический раствор.

3. Способ по п.2, о т л и ч а юшийся тем, что к водному раствору добавляют аммиак для поддержа-ния гомогенности раствора.

4. Способ по п.1, о т л и ч à юшийся тем, что окислы молибдена и никеля наносят, пламенным или плазменным напылением.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе . 1. Патент США Н 3505118, кл. 136-86, 1970.

2. Патент Японии Р 12188, 57СО, 29.03;71