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DE2532553A1 - ANODE FOR ELECTROLYTIC PROCEDURES - Google Patents

ANODE FOR ELECTROLYTIC PROCEDURES

Info

Publication number
DE2532553A1
DE2532553A1 DE19752532553 DE2532553A DE2532553A1 DE 2532553 A1 DE2532553 A1 DE 2532553A1 DE 19752532553 DE19752532553 DE 19752532553 DE 2532553 A DE2532553 A DE 2532553A DE 2532553 A1 DE2532553 A1 DE 2532553A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
oxide
tin oxide
anode
coating
noble metal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19752532553
Other languages
German (de)
Inventor
Jun Edward H Cook
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Occidental Chemical Corp
Original Assignee
Hooker Chemicals and Plastics Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hooker Chemicals and Plastics Corp filed Critical Hooker Chemicals and Plastics Corp
Publication of DE2532553A1 publication Critical patent/DE2532553A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B11/00Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for
    • C25B11/04Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for characterised by the material
    • C25B11/051Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier
    • C25B11/073Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier characterised by the electrocatalyst material
    • C25B11/091Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier characterised by the electrocatalyst material consisting of at least one catalytic element and at least one catalytic compound; consisting of two or more catalytic elements or catalytic compounds
    • C25B11/093Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier characterised by the electrocatalyst material consisting of at least one catalytic element and at least one catalytic compound; consisting of two or more catalytic elements or catalytic compounds at least one noble metal or noble metal oxide and at least one non-noble metal oxide

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Electrochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
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  • Organic Chemistry (AREA)
  • Electrodes For Compound Or Non-Metal Manufacture (AREA)
  • Chemically Coating (AREA)

Description

Patentanwälte Di*l.- Ing. F. Y/eickmann,Patent Attorneys Di * l.- Ing.F. Y / eickmann,

Dipl.-Ing. H. Weickmann, Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke H/WE/MY Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. HuberDipl.-Ing. H. Weickmann, Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke H / WE / MY Dipl.-Ing. F. A. Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber

Case 3452 8 MÜNCHEN 86· DEN Case 3452 8 MUNICH 86 DEN

POSTFACH 860 820PO Box 860 820

MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 48 3921/22MÖHLSTRASSE 22, CALL NUMBER 48 3921/22

<983921/22><983921/22>

HOOKER CHEMICALS & PLASTICS CORPORATION Niagara Falls, N.Y. 14302 / USAHOOKER CHEMICALS & PLASTICS CORPORATION Niagara Falls, N.Y. 14302 / USA

Anode für elektrolytische VerfahrenAnode for electrolytic processes

Die Erfindung betrifft eine Elektrode für elektrolytische Verfahren, die ein Ventilmetallsubstrat wie Titan, einen Überzug darauf aus leitfähigen Zinnoxid und einen Außenüberzug aus einem Edelmetall oder Edelmetalloxid enthält.The invention relates to an electrode for electrolytic processes comprising a valve metal substrate such as titanium, a Contains a coating thereon of conductive tin oxide and an outer coating of a noble metal or noble metal oxide.

Die Erfindung betrifft verbesserte Elektroden, die insbesondere als Anoden bei elektrochemischen Verfahren verwendet werden können, bei denen Salzlösungen elektrolysiert werden.The invention relates to improved electrodes, particularly used as anodes in electrochemical processes in which salt solutions are electrolyzed.

Eine Vielzahl von Materialien wurde geprüft und als Chloranoden in elektrolytischen Zellen verwendet. Das Material, das für diesen Zweck am meisten verwendet wurde, war in der Vergangenheit Graphit. Die Verwendung von Graphitanoden ergibt jedoch verschiedene Nachteile. Die Chlorüberspannung von Graphit ist relativ hoch, verglichen mit den Edelmetallen. In den korrosiven Medien von elektrolytischen Zellen nutzt sich Graphit schnell ab und dies ergibt einen wesentlichen Graphitverlust und schließlich Kosten für den Ersatz und außerdem kontinuierliche Wartungsschwierigkeiten, bedingt durch eine häufig erforderlich werdende Einstellung der Abstände zwischen der Anode und Kathode, wenn der Graphit sichA variety of materials have been tested and used as chlorine anodes in electrolytic cells. The material that Most commonly used for this purpose has been graphite in the past. The use of graphite anodes results however, several disadvantages. The chlorine overvoltage of graphite is relatively high compared to the noble metals. In the corrosive media of electrolytic cells, graphite wears out quickly and this results in a significant Loss of graphite and ultimately costs for replacement and also continuous maintenance difficulties, conditional by an adjustment of the distances between the anode and cathode, which is often necessary when the graphite is located

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abnutzt. Die Verwendung von Edelmetallen und Edelmetalloxiden als Anodenmaterialien bringt wesentliche Vorteile mit sich, verglichen mit der Verwendung von Graphit. Die elektrische Leitfähigkeit der Edelmetalle ist wesentlich höher und die Chlorüberspannung wesentlich niedriger als bei Graphit. Weiterhin ist die Dimensionsstabilität der Edelmetalle und Edelmetalloxide wesentlich besser als die von Graphit. Die Verwendung von Edelmetallen als Hauptbaumaterialien bei Anoden ergibt jedoch wirtschaftliche Nachteile, bedingt durch die extrem hohen Kosten für diese Materialien.wears out. The use of precious metals and precious metal oxides as anode materials has significant advantages compared to the use of graphite. the electrical conductivity of precious metals is much higher and the chlorine overvoltage is much lower than with graphite. Furthermore, the dimensional stability of the noble metals and noble metal oxides is much better than that of graphite. However, the use of precious metals as the main building materials for anodes results in economic disadvantages, due to the extremely high cost of these materials.

Um die Verwendung der teuren Edelmetalle zu vermeiden, wurden verschiedene andere Anodenmaterialien als Überzüge für Ventilmetallsubstrate vorgeschlagen. In der US-PS 3 627 669 wird beschrieben, daß eine Mischung aus Zinndioxid und Oxiden des Antimons als haftender Überzug auf Ventilmetallsubstraten gebildet werden kann und daß dabei eine Anode erhalten wird, die für elektrochemische Verfahren nützlich ist. Bei der elektrolytischen Herstellung von Chlor besitzen diese Anoden den Vorteil der Wirtschaftlichkeit, und es ist nicht erforderlich, teure Edelmetalle oder Edelmetalloxide zu verwenden. Außerdem ermöglicht der Zinnoxidüberzug einen wirksamen Schutz für das Substrat. Die Zinnoxidzusammensetzungen besitzen jedoch, obgleich sie als Anodenmaterial nützlich sind, eine Chlorüberspannung, die wesentlich höher ist als die der Edelmetalle oder Edelmetalloxide. Trotz der Eliminierung der teuren Edelmetalle sind die Kosten der Chlorherstellung bei Verfahren, bei denen solche Anoden verwendet werden, relativ hoch.In order to avoid the use of the expensive precious metals, various other anode materials have been used as coatings for valve metal substrates suggested. In US-PS 3,627,669 it is described that a mixture of tin dioxide and oxides of the Antimony can be formed as an adhesive coating on valve metal substrates and that an anode is obtained in the process, useful in electrochemical processes. In the electrolytic production of chlorine, these have anodes the advantage of economy, and it is not necessary to use expensive precious metals or precious metal oxides. In addition, the tin oxide coating provides effective protection for the substrate. However, the tin oxide compositions have although useful as anode material, a chlorine overvoltage that is much higher than that of the noble metals or precious metal oxides. Despite the elimination of the expensive precious metals, the cost of making chlorine is at Processes using such anodes are relatively high.

In den vergangenen Jahren hat man beachtliche Aufwendungen unternommen, um verbesserte Anodenmaterialien und Strukturen zu entwickeln, bei denen die Vorteile der Edelmetalle oder Edelmetalloxide ausgenutzt werden. Viel Mühe wurde auf die Entwicklung von Anoden verwendet, die einen hohen Betriebsoberflächenbereich aus Edelmetall oder Edelmetalloxid besit-Considerable effort has been devoted to improved anode materials and structures in recent years to develop in which the advantages of precious metals or precious metal oxides are exploited. Much effort has been put on that Development of anodes that have a high operating surface area made of precious metal or precious metal oxide.

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zen im Vergleich mit der Gesamtmenge an verwendetem Material. Dies kann beispielsweise erfolgen, indem man das Edelmetall als dünnen Film oder Überzug auf einem elektrisch leitfähigen Substrat verwendet. Wenn man jedoch versucht, die zuvor beschriebenen wirtschaftlichen Nachteile der Edelmetalle so gering wie möglich zu halten, indem man sie in Form eines sehr dünnen Films auf ein Metallsubstrat aufbringt, wurde gefunden, daß solche sehr dünnen Filme oft porös sind. Als Folge davon wird das Substrat durch die Poren der Außenschicht der Anodenumgebung ausgesetzt. Weiterhin tritt bei der normalen Verwendung in einer elektrolytischen Zelle eine geringe Abnutzung, ein Absplittern oder Abflocken von Teilen des Edelmetalls oder der Edelmetalloxide auf und das Substrat wird weiter der genannten Einwirkung ausgesetzt. Viele Materialien, die als Substrate besonders geeignet sind, sind gegenüber dem chemischen Angriff empfindlich und zersetzen sich schnell, wenn sie der Anodenumgebung ausgesetzt sind. Um die Zersetzung des Substrats bei diesen Fällen gering zu halten, verwenden die Anodenhersteller üblicherweise Ventilmetalle wie Titan als Substratmaterial. Unter dem Einfluß anodischer Umgebung bildet Titan wie auch andere Ventilmetalle eine Oberflächenschicht aus Oxid, die dazu dient, das Substrat vor chemischem Angriff zu schützen. Das so gebildete Oxid ist jedoch katalytisch nicht aktiv und demzufolge ist der gebrauchsfähige Oberflächenbereich der Anode vermindert.zen compared to the total amount of material used. This can be done, for example, by placing the precious metal as a thin film or coating on an electrically conductive one Substrate used. If one tries, however, the previously described economic disadvantages of precious metals are so small as possible by applying them in the form of a very thin film to a metal substrate has been found to that such very thin films are often porous. As a result, the substrate becomes through the pores of the outer layer of the Exposed to anode environment. Furthermore, in normal use in an electrolytic cell, there is little wear, a chipping or flaking of parts of the noble metal or the noble metal oxides and the substrate becomes further exposed to the above-mentioned effect. Many materials that are particularly suitable as substrates are sensitive to chemical attack and rapidly decompose when exposed to the anode environment. In order to keep the decomposition of the substrate to a minimum in these cases, the anode manufacturers usually use valve metals like titanium as a substrate material. Under the influence of an anodic environment, titanium, like other valve metals, forms a surface layer of oxide that serves to protect the substrate from chemical attack. That so educated However, oxide is not catalytically active and consequently the usable surface area is the anode reduced.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, verbesserte Elektroden zu schaffen, die als Anoden in elektrolytischen Verfahren verwendet werden können. Anoden mit einer wirksamen Oberfläche aus Edelmetall oder Edelmetalloxid und verbesserter Leistungsfähigkeit und besseren Wartungseigenschaften sollen geschaffen werden.The present invention is based on the object of improved To create electrodes that can be used as anodes in electrolytic processes. Anodes with an effective surface made of precious metal or precious metal oxide and improved performance and better maintenance properties are to be created.

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Gegenstand der Erfindung ist eine neue Elektrode, insbesondere zur Verwendung als Anode in Chlor-Alkali-Zellen. Die neue Elektrode enthält ein Ventilmetallsubstrat mit einem Schutzüberzug aus einem leitfähigen Zinnoxid auf der Oberfläche davon und eine äußere dünne Schicht aus Edelmetall oder Edelmexalloxid. Elektroden dieser Art zeigen einen hohen Grad an Dauerhaftigkeit zusätzlich zu relativ niedrigen Überspannungseigenschaften des Edelmetalls oder Edelmetalloxids, und dies bewirkt, daß sie als Anoden bei der elektrolytischen Herstellung von Chlor besonders geeignet sind.The invention relates to a new electrode, in particular for use as an anode in chlor-alkali cells. The new electrode contains a valve metal substrate with a protective coating of conductive tin oxide on top Surface of it and an outer thin layer of precious metal or precious mexal oxide. Electrodes of this type show one high degree of durability in addition to the relatively low overvoltage properties of the precious metal or precious metal oxide, and this makes them particularly useful as anodes in the electrolytic production of chlorine are.

Einer der Vorteile einer solchen Bauart ist der, daß das Metallsubstrat durch den Überzug aus leitfähigem Zinnoxid geschützt wird. Die bevorzugten Substratmaterialien für die erfindungsgemäßen Anoden sind Ventilmetalle wie Titan, Tantal, Niob oder Zirkon, insbesondere Titan. Wenn jedoch eine ausreichend dicke Zwischenschicht aus Zinnoxid verwendet wird, können andere leitfähige Metalle als Substrate in Betracht gezogen werden. Der Zinnoxidüberzug, der ein Beschichtungsgewicht von ungefähr 0,1 bis 100 g/m oder mehr besitzen kann, abhängig von dem gewünschten Ausmaß des Schutzes, verhindert einen Kontakt des Substrats und des Elektrolyten, und dadurch wird die Korrosion oder Oberflächenoxydation und die begleitende Zersetzung oder Passivierung des Substrats verhindert oder minimal gehalten. Gleichzeitig besitzt die Außenschicht die vorteilhaften katalytischen Eigenschaften der Edelmetalle oder Edelmetalloxide. Zusätzlich ermöglicht die Schutzschicht aus leitfähigem Zinnoxid die Verwendung einer relativ dünnen Schicht aus Edelmetall oder Edelmetalloxid, und dementsprechend sind Einsparungen möglich, da das Edelmetall nur in minimalen Mengen verwendet wird. Typischerweise wird die Schicht aus Edelmetall oder Edelmetalloxid ein Überzugsgewicht im Bereich von ungefähr 0,1 bis ungefähr 20 g/m oder höher und bevorzugt ungefähr 3 bis 10 g/m besitzen und die entsprechende Dicke aufweisen.One of the advantages of such a design is that the metal substrate protected by the conductive tin oxide coating. The preferred substrate materials for the Anodes according to the invention are valve metals such as titanium, tantalum, niobium or zirconium, in particular titanium. However, if one is sufficient If a thick intermediate layer of tin oxide is used, other conductive metals can be considered as substrates to be pulled. The tin oxide coating, which have a coating weight of about 0.1 to 100 g / m or more can, depending on the desired level of protection, prevent contact of the substrate and the electrolyte, and thereby the corrosion or surface oxidation and the accompanying decomposition or passivation of the substrate prevented or kept to a minimum. At the same time, the outer layer has the advantageous catalytic properties of precious metals or precious metal oxides. In addition, the protective layer made of conductive tin oxide enables use a relatively thin layer of precious metal or precious metal oxide, and accordingly savings are possible, because the precious metal is only used in minimal quantities. Typically the layer is made of precious metal or Noble metal oxide has a coating weight in the range of about 0.1 to about 20 g / m or higher, and preferably about 3 to 10 g / m 2 and have the appropriate thickness.

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Die Nachteile von Poren oder "Nadellöchern", die üblicherweise in Edelmetallschichten, die besonders dünn sind, auftreten, werden durch die Anwesenheit der Zwischenschicht aus leitfähigem Zinnoxid vermieden. Poren oder Nadellöcher in der Edelmetallschicht oder eine Abnutzung der Außenschicht während längerer Zeiten bewirken ein allmähliches Freisetzen der Zinnoxidschicht. Die Zwischenschicht aus Zinnoxid wird weiter eine katalytisch aktive Oberfläche in den freigesetzten Bereichen ergeben. Die katalytischen Eigenschaften des Zinnoxids sind im wesentlichen besser als die des Ventilmetalloxids, obgleich sie nicht so gut sind wie die der Edelmetalle oder Edelmetalloxide. Die gesamte Verschlechterung der katalytischen Eigenschaften der Anode ist langsamer und die Wartungsprobleme sind dementsprechend geringer.The disadvantages of pores or "pinholes" that are commonly found in precious metal layers that are particularly thin occur are avoided by the presence of the intermediate layer of conductive tin oxide. Pores or pinholes in the noble metal layer or wear and tear of the outer layer over long periods of time cause a gradual effect Exposing the tin oxide layer. The intermediate layer of tin oxide becomes a further catalytically active surface in the revealed areas. The catalytic properties of the tin oxide are essentially better than those of the tin oxide Valve metal oxides, although they are not as good as those of the precious metals or precious metal oxides. All of the deterioration the catalytic properties of the anode is slower and the maintenance problems are correspondingly lower.

Zusätzlich wurde gefunden, daß die Zwischenschicht aus Zinnoxid eine Erhöhung im Oberflächenbereich der Anode und entsprechende Verbesserungen in der Überspannung ergibt. Es wurde weiterhin gefunden, daß die Haftung des Edelmetalls oder des Edelmetalloxids an dem Substrat durch die Anwesenheit der Zwischenschicht aus Zinnoxid erhöht wird und daß die Schwierigkeiten des Absplitterns der Oberflächenschicht vermindert werden.In addition, it has been found that the intermediate layer of tin oxide has an increase in the surface area of the anode and corresponding Improvements in the overvoltage result. It was also found that the adhesion of the noble metal or the Noble metal oxide on the substrate is increased by the presence of the intermediate layer of tin oxide and that the difficulties the chipping of the surface layer can be reduced.

Das Ventilmetallsubstrat, das die Innen- oder Grundkomponente der Elektrode bildet, ist ein elektroleitfähiges Metall mit ausreichender mechanischer Festigkeit, so daß es als Träger für den Überzug dienen kann und einen hohen Grad an chemischer Beständigkeit besitzt, insbesondere gegenüber anodischer Umgebung von elektrolytischen Zellen. Typische Ventilmetalle sind z.B. Ti, Ta, Nb, Zr und Legierungen davon. Es ist gut bekannt, daß Ventilmetalle die Eigenschaft besitzen, bei der Einwirkung von anodischer Umgebung einen inerten Oxidfilm zu bilden. Das bevorzugte Ventilmetall ist Titan wegen der Kosten und der Verfügbarkeit wie auch wegen der elektrischen und chemischen Eigenschaften. Die Leitfähigkeit des Substrats kannThe valve metal substrate that is the interior or base component the electrode forms is an electroconductive metal with sufficient mechanical strength to be used as a carrier can serve for the coating and has a high degree of chemical resistance, especially to anodic Environment of electrolytic cells. Typical valve metals are e.g. Ti, Ta, Nb, Zr and alloys thereof. it is good It is known that valve metals have the property of forming an inert oxide film when exposed to an anodic environment form. The preferred valve metal is titanium because of cost and availability as well as electrical and chemical properties. The conductivity of the substrate can

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gegebenenfalls verbessert werden, indem man einen zentralen Kern aus einem hochleitfähigen Metall wie Kupfer schafft. Bei einer solchen Bauart muß der Kern mit dem Ventilmetallsubstrat verbunden und durch dieses vollständig geschützt sein.possibly improved by creating a central core from a highly conductive metal such as copper. In such a design, the core must be bonded to and fully protected by the valve metal substrate be.

Zinnoxid kann leicht als haftender Überzug auf einem Ventilmetallsubstrat auf zuvor beschriebene Weise gebildet werden, wobei man eine schützende, elektrisch leitfähige Schicht erhält, die gegenüber dem chemischen Angriff in anodischer Umgebung besonders beständig ist. Reines Zinnoxid besitzt jedoch im Vergleich mit Metallen einen relativ hohen elektrischen Widerstand und zeigt in dem elektrischen Widerstand unerwünschte Änderungen als Funktion der Temperatur. Es ist gut bekannt, daß die elektrische Stabilität von Zinnoxidüberzügen wesentlich verbessert werden kann und daß der elektrische Widerstand erniedrigt werden kann, indem man einen geringen Anteil aus einem geeigneten anorganischen Material einarbeitet, das häufig als "dopant", d.h. Zusatzstoff, bezeichnet wird. Eine Vielzahl von Materialien, insbesondere verschiedene Metalloxide und andere Metallverbindungen und Mischungen davon, wurde in der Literatur beschrieben, die geeignete Zusatzstoffe für die Stabilisierung und Erniedrigung des elektrischen Widerstands von Zinnoxidzusammensetzungen sind. Von den Materialien, die in der Literatur als nützliche Zusatzstoffe für leitfähige Zinnoxidzusammensetzungen beschrieben werden und die in den Zinnoxidzusammensetzungen für die erfindungsgemäßen Anoden verwendet werden können, sind z.B. Fluorverbindungen, insbesondere die Metallsalze des Fluors wie Natriumfluorid, Kaliumfluorid, Lithiumfluorid, Berylliumfluorid, Aluminiumfluorid, Bleifluorid, Chromfluorid, Calciumfluorid und andere Metallfluoride; Hydrazine, Phenylhydrazine; Phosphorverbindungen wie Phosphorchlorid, Phosphoroxychlorid, Ammoniumphosphat, organische Phosphorester wie Tricresylphosphat; wie auch Tellur-, Wolfram-, Antimon-, Molybdän-, Arsen- und andere Verbindungen und Mischungen davon. Die erfindungsgemäßen leitfähigen Zinnoxid-Tin oxide can easily be used as an adhesive coating on a valve metal substrate be formed in the manner previously described, wherein a protective, electrically conductive layer which is particularly resistant to chemical attack in an anodic environment. However, pure tin oxide possesses and exhibits a relatively high electrical resistance as compared with metals undesirable changes as a function of temperature. It is well known that the electrical stability of tin oxide coatings can be significantly improved and that the electrical resistance can be lowered by having a low Incorporated portion of a suitable inorganic material, often referred to as "dopant", i.e. additive will. A variety of materials, particularly various metal oxides and other metal compounds and mixtures of which, it has been described in the literature, the suitable additives for stabilization and humiliation the electrical resistance of tin oxide compositions. Of the materials that are considered useful in the literature Additives for conductive tin oxide compositions are described and those in the tin oxide compositions for the anodes according to the invention can be used are, for example, fluorine compounds, in particular the metal salts of Fluorine such as sodium fluoride, potassium fluoride, lithium fluoride, Beryllium fluoride, aluminum fluoride, lead fluoride, chromium fluoride, Calcium fluoride and other metal fluorides; Hydrazines, Phenylhydrazines; Phosphorus compounds such as phosphorus chloride, phosphorus oxychloride, ammonium phosphate, organic phosphorus esters such as tricresyl phosphate; as well as tellurium, tungsten, antimony, molybdenum, arsenic and other compounds and mixtures of that. The conductive tin oxide according to the invention

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Überzüge enthalten Zinnoxid und bevorzugt eine geringe Menge eines geeigneten Zusatzstoffs. Der bevorzugte Zusatzstoff ist eine Antimonverbindung, die zu der Zinnoxidüberzugszusammensetzung entweder als Oxid oder als Verbindung wie SbCl, zugegeben werden kann und die ein Oxid bilden kann, wenn sie in einer oxydierenden Atmosphäre erwärmt wird, obgleich die genaue Art des Antimonoxids in dem Endüberzug nicht sicher ist, wird angenommen, daß es als Sb2O-, vorliegt, und die Werte und Anteile in der vorliegenden Erfindung und den beigefügten Ansprüchen basieren auf dieser Annahme. Die bevorzugten erfindungsgemäßen Zusammensetzungen enthalten Mischungen aus Zinnoxid und eine geringe Menge an Antimonoxid, wobei das letztere bevorzugt in einer Menge zwischen ungefähr 0,1 und 20 Gew.% (berechnet auf der Grundlage des Gesamtgewichts von SnOo und Sb2O^) vorhanden ist.Coatings contain tin oxide and preferably a small amount of a suitable additive. The preferred additive is an antimony compound which can be added to the tin oxide coating composition either as an oxide or as a compound such as SbCl, and which can form an oxide when heated in an oxidizing atmosphere, although the exact nature of the antimony oxide in the final coating is not certain is assumed to exist as Sb 2 O-, and the values and proportions in the present invention and the appended claims are based on this assumption. The preferred compositions of the invention contain mixtures of tin oxide and a small amount of antimony oxide, the latter preferably being present in an amount between about 0.1 and 20% by weight (calculated on the basis of the total weight of SnOo and Sb 2 O ^).

Leitfähige Zinnoxidüberzüge können haftend auf der Oberfläche des Ventilmetallsubstrats nach verschiedenen bekannten Verfahren gebildet werden. Typischerweise werden solche Überzüge gebildet, indem man zuerst das Substrat chemisch reinigt, beispielsweise entfettet, und die Oberfläche in einer bzw. mit einer geeigneten Säure anätzt, z.B. mit Oxalsäure, und dann eine Lösung der entsprechenden, thermisch zersetzbaren Salze anwendet, trocknet und in einer oxydierenden Atmosphäre erwärmt. Die Salze, die verwendet werden können, sind allgemein irgendwelche thermisch zersetzbaren anorganischen oder organischen Salze oder Ester von Zinn und dem Zusatzmittel, z.B. Antimon einschließlich beispielsweise deren Chloride, Alkoholate, Alkoxyhalogenide, Resinate, Amine u.a. Typische Salze sind beispielsweise Zinn(IV)-chlorid, Dubutylzinndichlorid, Zinntetraäthylat, AntimontriChlorid, Antimonpentachlorid u.a. Geeignete Lösungsmittel sind beispielsweise Äthylalkohol, Propylalkohol, Butylalkohol, Penty!alkohol, Amylalkohol, Toluol, Benzol und andere organische Lösungsmittel wie auch Wasser.Conductive tin oxide coatings can be adhered to the surface of the valve metal substrate by various known methods are formed. Typically, such coatings are formed by first chemically cleaning the substrate, for example degreased, and the surface etched in or with a suitable acid, e.g. with oxalic acid, and then a solution of the appropriate, thermally decomposable salts applies, dries and warmed in an oxidizing atmosphere. The salts that can be used are generally any thermally decomposable, inorganic or organic Salts or esters of tin and the additive, e.g. antimony including, for example, their chlorides, Alcoholates, alkoxyhalides, resinates, amines, etc. Typical Salts are, for example, tin (IV) chloride, dubutyltin dichloride, Tin tetraethylate, antimony trichloride, antimony pentachloride Suitable solvents are, for example, ethyl alcohol, propyl alcohol, butyl alcohol, penty alcohol, Amyl alcohol, toluene, benzene and other organic solvents as well as water.

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Die Lösung aus thermisch zersetzbaren Salzen, die beispielsweise ein Zinnsalz und ein Antimonsalz oder ein anderes Zusatzmittel in den gewünschten Anteilen enthält, kann auf die gereinigte Oberfläche des Ventilmetallsubstrats durch Anstreichen, Bürsten, Eintauchen, Aufwalzen, Sprühen oder nach einem anderen Verfahren aufgebracht werden. Der Überzug wird dann getrocknet, indem man beispielsweise mehrere Minuten bei ungefähr 100 bis 200°C erwärmt, um das Lösungsmittel zu verdampfen, und dann bei einer höheren Temperatur, z.B. 250 bis 8000C, in oxydierender Atmosphäre erwärmt, um die Zinn- und Antimonverbindungen in ihre entsprechenden Oxide zu überführen. Das Verfahren kann so oft wie erforderlich wiederholt werden, um das gewünschte Überzugsgewicht oder die gewünschte Dicke zu erhalten. Das Endüberzugsgewicht dieses leitfähigen Zinnoxidüberzugs kann stark variieren , liegt aber bevorzugt im Bereich von ungefähr 3 bis ungefähr 30 g/m2.The solution of thermally decomposable salts, which contains, for example, a tin salt and an antimony salt or another additive in the desired proportions, can be applied to the cleaned surface of the valve metal substrate by painting, brushing, dipping, rolling, spraying or some other method. The coating is then dried by for example, heating for several minutes at about 100 to 200 ° C to evaporate the solvent and then heated at a higher temperature, for example 250 to 800 0 C, in an oxidizing atmosphere to the tin and To convert antimony compounds into their corresponding oxides. The process can be repeated as many times as necessary to obtain the desired coating weight or thickness. The final coating weight of this conductive tin oxide coating can vary widely, but is preferably in the range of about 3 to about 30 g / m 2 .

Gegebenenfalls kann eine geringe Menge wie bis zu 3 Gew.% Chlorentladungskatalysator wie mindestens eine der folgenden Verbindungen, nämlich Difluoride von Mangan, Eisen, Kobalt oder Nickel, in den Zinnoxidüberzug eingearbeitet werden, um das Überpotential, das für die Chlorgasfreisetzung in einer Chlor-Alkali-Zelle erf.orderlich ist, zu erniedrigen. Der Chlorentladungskatalysator kann zu dem Zinnoxidüberzug gegeben werden, indem man einen teilchenförmigen, vorgebildeten Sinter aus Zinndioxid und den Katalysator in einer Lösung der thermisch zersetzbaren Salze suspendiert. Ein solcher Chlorentladungskatalysator in dem Zinnoxidüberzug ist in den erfindungsgemäßen Anoden nicht wesentlich, aber er kann gewünschtenfalls in an sich bekannter Weise verwendet werden, wie es in der US-PS 3 627 669 beschrieben wird.Optionally, a small amount such as up to 3 wt.% Chlorine discharge catalyst such as at least one of the following compounds, namely difluorides of manganese, iron, cobalt or nickel, can be incorporated into the tin oxide coating to reduce the overpotential required for chlorine gas release in a Chlor-alkali cell is required to lower. Of the Chlorine discharge catalyst can be added to the tin oxide coating by adding a particulate, pre-formed Sintered from tin dioxide and the catalyst suspended in a solution of the thermally decomposable salts. Such a Chlorine discharge catalyst in the tin oxide coating is not essential in the anodes of the invention, but it can if desired, can be used in a manner known per se, as described in US Pat. No. 3,627,669.

Der Außenüberzug der Anode enthält ein Edelmetall oder Edelmetalloxid wie Platin, Iridium, Rhodium, Palladium, Ruthenium oder Osmium oder Mischungen oder Legierungen dieserThe outer coating of the anode contains a noble metal or noble metal oxide such as platinum, iridium, rhodium, palladium, Ruthenium or osmium or mixtures or alloys of these

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Metalle oder Oxide oder Mischungen der Oxide dieser Metalle. Ein Außenüberzug aus Edelmetall kann nach bekannten Verfahren aufgebracht werden wie durch Elektroplattierung, chemische Abscheidung aus einer Platinüberzugslösung, Aufsprühen oder nach anderen Verfahren.Metals or oxides or mixtures of the oxides of these metals. An outer coating made of noble metal can be made using known methods can be applied such as by electroplating, chemical deposition from a platinum coating solution, spraying, or other procedures.

Bevorzugt enthält der Außenüberzug der Anode ein Edelmetalloxid. Der Edelmetalloxidüberzug kann aufgabraoht werden, indem man zuerst das Edelmetall in metallischem Zustand abscheidet und dann den Edelmetallüberzug oxydiert, beispielsweise durch galvanische Oxydation oder chemische Oxydation, wobei man als Oxydationsmittel eine oxydierende Salzschmelze verwendet, oder indem man bei erhöhten Tempex^atüren, z.B. 300 bis 600°C oder höher, in oxydierender Atmosphäre wie Luftsauerstoff, bei atmosphärischem oder überatmosphärischem Druck erwärmt, um den Edelmetallüberzug in einen Überzug aus dem entsprechenden Edelmetalloxid zu überführen. Andere geeignete Verfahren sind beispielsweise die elektrophoretische Abscheidung des Edelmetalloxids oder Anwendung einer Dispersion aus Edelmetalloxid in einem Träger wie einem Alkohol durch Aufsprühen, Bürsten, Walzen, Eintauchen, Aulstreichen oder andere Verfahren auf die Zinnoxidoberfläche und anschließendes Erwärmen bei erhöhter Temperatur, um den Träger zu verdampfen und den Oxidüberzug zu sintern. Ein bevorzugtes Verfahren für die Herstellung des EdelmetaHloxidüberzugs besteht darin, daß man die leitfähige Zinnoxidoberfläche mit einer Lösung aus einer Edelmetallverbindung beschichtet, das Lösungsmittel verdampft und den Überzug aus Edelmetallverbindung in das Oxid durch chemische oder elektrochemische Reaktion überführt. Beispielsweise kann die leitfähige Zinnoxidoberfläche mit einer Lösung aus einem thermisch ;:err.etzbaren Salz aus einem Edelmetall beschichtet werden wie mit einer Lösung aus einem Edelmetallhalogenid in einem Alkohol, das Lösungsmittel kann verdampft werden und anschließend kann bei einer erhöhten Temperatur zwischen ungefähr 300 und 8000C in oxydierender Atmosphäre wie Luft oder Sauerstoff währendThe outer coating of the anode preferably contains a noble metal oxide. The noble metal oxide coating can be applied by first depositing the noble metal in a metallic state and then oxidizing the noble metal coating, for example by galvanic oxidation or chemical oxidation, using an oxidizing salt melt as the oxidizing agent, or by using an oxidizing salt melt at elevated temperatures, e.g. 300 to 600 ° C or higher, heated in an oxidizing atmosphere such as atmospheric oxygen, at atmospheric or superatmospheric pressure, in order to convert the noble metal coating into a coating made of the corresponding noble metal oxide. Other suitable methods are, for example, the electrophoretic deposition of the noble metal oxide or application of a dispersion of noble metal oxide in a carrier such as an alcohol by spraying, brushing, rolling, dipping, brushing or other methods on the tin oxide surface and then heating at an elevated temperature in order to evaporate the carrier and sintering the oxide coating. A preferred method for producing the noble metal oxide coating is to coat the conductive tin oxide surface with a solution of a noble metal compound, evaporate the solvent, and convert the noble metal compound coating into the oxide by chemical or electrochemical reaction. For example, the conductive tin oxide surface can be coated with a solution of a thermally errable salt of a noble metal such as a solution of a noble metal halide in an alcohol, the solvent can be evaporated and then it can be used at an elevated temperature between approximately 300 and 800 0 C in an oxidizing atmosphere such as air or oxygen during

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einer Zeit erwärmt werden, die ausreicht, um das Edelmetallhalogenid in ein Edelmetalloxid zu überführen. Das Verfahren zur Bildung eines Edelmetall- oder Edelmetalloxidüberzugs kann so oft wie erforderlich wiederholt werden, bis man die gewünschte Dicke erhält. Das zuvor beschriebene und andere Verfahren für die Herstellung von Überzügen aus Edelmetallen und Edelmetalloxiden sind gut bekannt und werden z.B. in der US-PS 3 711 385 beschrieben.a time sufficient to remove the noble metal halide to be converted into a noble metal oxide. The process of forming a noble metal or noble metal oxide coating can be repeated as many times as necessary to obtain the desired thickness. The one previously described and others Methods for making coatings from precious metals and precious metal oxides are well known and are described, for example, in U.S. Patent 3,711,385.

Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung. In den Beispielen, in der Anmeldung und in den Ansprüchen sind alle Temperaturen in 0C und alle Teile und Prozentgehalte, sofern nicht anders angegeben, durch das Gewicht ausgedrückt.The following examples illustrate the invention. In the examples, in the application and in the claims, all temperatures are in 0 ° C. and all parts and percentages, unless stated otherwise, are expressed by weight.

Beispiel 1example 1

(IA) Herstellung eines leitfähigen Zinnoxidüberzugs(IA) Preparation of a conductive tin oxide coating

Ein Streifen aus Titanblech wird hergestellt, indem man in heiße Oxalsäure während mehrerer Stunden eintaucht, um die Oberfläche zu ätzen, dann wäscht und trocknet. Das Titan wird dann mit einer Zusammensetzung aus Zinnoxid mit Antimonoxid als Zusatzstoff beschichtet, wobei man wie in Beispiel 4 der US-PS 3 627 669 auf folgende Weise arbeitet:A strip of titanium sheet is made by immersing it in hot oxalic acid for several hours to etch the surface, then wash and dry. The titanium is then made with a composition of tin oxide with antimony oxide coated as an additive, working as in Example 4 of US Pat. No. 3,627,669 in the following manner:

Zinndioxid wird hergestellt, indem man metallisches Zinn (84 Teile) in konzentrierter Salpetersäure löst und erwärmt, bis sich Zinndioxid abgeschieden hat. Antimontrioxid (18 Teile) wird in konzentrierter Salpetersäure bis zum Sieden erwärmt, bis die Entwicklung von Stickoxiden aufhört, und dann gut mit dem ausgefällten Zinnoxid vermischt. Die Mischung wird weiter mit heißer Salpetersäure behandelt, säurefrei gewaschen und in Luft bei ungefähr 2000C getrocknet. Ungefähr 3 Gew.% Mangandifluorid werden zugegeben und mit den getrockneten, gemischten Oxiden vermischt. Die Mischung wird dann zu Pellets verarbeitet, in Luft 24 Stunden bei ungefähr 800°C erwärmt, dann zerbrochen und auf eine Teilchen-Tin dioxide is made by dissolving metallic tin (84 parts) in concentrated nitric acid and heating until tin dioxide has deposited. Antimony trioxide (18 parts) is heated to boiling in concentrated nitric acid until the development of nitrogen oxides ceases, and then mixed well with the precipitated tin oxide. The mixture is further treated with hot nitric acid, washed free of acid and dried in air at about 200 0 C. About 3 weight percent manganese difluoride is added and mixed with the dried, mixed oxides. The mixture is then made into pellets, heated in air for 24 hours at approximately 800 ° C, then broken up and spread on a particle

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größe unter 60 Mikron zerkleinert. Die zerkleinerte, gemischte Oxidzusammensetzung wird erneut wie zuvor beschrieben pelletisiert und erwärmt und dann zerkleinert und in einer Kugelmühle auf eine Teilchengroße unter 5 Mikron vermählen.shredded to a size below 60 microns. The crushed, mixed Oxide composition is pelletized and heated again as previously described, and then crushed and in a ball mill to a particle size below 5 microns marry.

Eine Antimontrichlorid-Alkoxyzinn-Lösung wird hergestellt, indem man bei Rückflußbedingungen während 24 Stunden eine Mischung aus 15 Teilen Zinn(IV)-chlorid und 55 Teilen n-Amylakohol bis zum Sieden erwärmt und dann darin 2,13 Teile Antimontrichlorid löst.An antimony trichloride alkoxy tin solution is prepared, by refluxing a mixture of 15 parts of tin (IV) chloride and 55 parts for 24 hours n-amyla alcohol heated to boiling and then 2.13 parts in it Antimony trichloride dissolves.

Eine Suspension aus 0,17 Teilen der gemischten Oxidzusammensetzung und 3»6 Teilen Antimontrichlord-Alkoxyzinn-Lösung wird hergestellt und auf die gereinigte Titanoberfläche aufgetragen und dann wird der Überzug bei 1500C im Ofen getrocknet. Zwei weitere Überzüge der gleichen Zusammensetzung werden auf ähnliche Weise aufgetragen und getrocknet und anschließend wird der beschichtete Streifen während ungefähr 15 Minuten in Luft bei 4500C erwärmt, um den Überzug im wesentlichen in Zinn- und Antimonoxide mit Manganfluorid zu überführen. Das Auftragen des Überzugs einschließend des letzten Erwärmens bei 4500C wird dreimal wiederholt, um die Dicke des Überzugs zu erhöhen.A suspension of 0.17 parts of the mixed oxide composition and 3 »6 parts Anti-Mont Rich Lord Alkoxyzinn solution is prepared and applied to the cleaned titanium surface and then the coating is dried at 150 0 C in the oven. Two additional coatings of the same composition are applied in a similar manner and dried and then the coated strip is heated for about 15 minutes in air at 450 0 C, in order to convert the coating in substantially tin and antimony oxides with manganese fluoride. The application of the coating, including the final heating at 450 ° C., is repeated three times in order to increase the thickness of the coating.

Die theoretische Zusammensetzung des so hergestellten leitfähigen Überzugs ist 85,6% SnO2; 13,7% Antimonoxide (berechnet als SbpO^) und 0,7% MnF2. Das Überzugsgewicht des fertigen Überzugs beträgt 21,2 g/m .The theoretical composition of the conductive coating produced in this way is 85.6% SnO 2 ; 13.7% antimony oxides (calculated as SbpO ^) and 0.7% MnF 2 . The coating weight of the finished coating is 21.2 g / m 2.

(IB) Herstellung eines RuO2-Überzugs(IB) Production of a RuO 2 coating

Das mit leitfähigem Zinnoxid beschichtete Titan wird weiter auf folgende Weise beschichtet:The titanium coated with conductive tin oxide is further coated in the following way:

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Eine Lösung aus 1 g Rutheniumtrichlorid in 0,4 ecm 36%iger Chlorwasserstoffsäure und 6,2 ecm Butylalkohol wird mehrere Male auf die Zinnoxidoberfläche aufgebürstet und kann dann in Luft bei Zimmertemperatur trocknen. Nach dem Trocknen werden die Proben in Luft bei 56O0C während 25 Minuten erwärmt, um das RuCl, zu zersetzen und RuOp zu bilden. Ein weiterer Überzug aus RuCl^ wird auf ähnliche Weise aufgetragen, getrocknet und thermisch behandelt, wobei man einen Endüberzug auf RuO9 erhält mit einem Überzugsgewicht von ungefähr 6,0 g Ruthenium/m .A solution of 1 g of ruthenium trichloride in 0.4 ecm 36% hydrochloric acid and 6.2 ecm butyl alcohol is brushed several times onto the tin oxide surface and is then allowed to dry in air at room temperature. After drying, the samples in air at 56o 0 C for 25 minutes to be heated to the RuCl to decompose and to form RuOp. Another coating of RuCl ^ is applied, dried and thermally treated in a similar manner, giving a final coating of RuO 9 with a coating weight of approximately 6.0 g ruthenium / m.

Bei dem vorhergehenden Beispiel wurde eine geringe Menge an Chlorentladungsmittel, Mangandifluorid, in den leitfähigen Zinnoxidüberzug eingearbeitet. Erfindungsgemäß kann ebenfalls eine Anode hergestellt werden, indem man wie in Beispiel 1 beschrieben arbeitet, mit der Ausnahme, daß kein Chlorentladungsmittel zugegeben wird.In the previous example, a small amount of chlorine discharge agent, manganese difluoride, was added to the conductive Tin oxide coating incorporated. According to the invention, an anode can also be produced by, as in Example 1 works described, with the exception that no chlorine discharge agent is added.

Beispiel 2 Example 2

ChlorzellenversuchChlorine cell experiment

Die Anode, hergestellt wie in Beispiel (IB) beschrieben, wird als Anode in eine Chlorzelle eingebaut und geprüft, wobei die Chlorzelle eine Stahlkathode, abgetrennt von der Anode durch eine kationische Membran, enthält; der Anodenraum wird mit vorerwärmter Salzlösung mit einer Zusammensetzung von ungefähr 310 g/l NaCl und einem pH-Wert von ungefähr 4,5 beschickt. Der Anolyt wird bei ungefähr 95°C gehalten. Der Versuch wird bei konstanter Stromdichte von 310 mA/cnr (2,0 ASI) durchgeführt. Die Anode zeigt ein Potential von 1,19 Volt (gegenüber einer gesättigten Kalomelelektrode), wobei das Potential während einer langen Versuchszeit konstant bleibt.The anode, manufactured as described in example (IB), is installed and tested as an anode in a chlorine cell, the chlorine cell including a steel cathode separated from the anode by a cationic membrane; the anode compartment is with preheated saline solution with a composition of about 310 g / l NaCl and a pH of about 4.5 loaded. The anolyte is held at approximately 95 ° C. The experiment is carried out at a constant current density of 310 mA / cnr (2.0 ASI) performed. The anode shows a potential of 1.19 volts (compared to a saturated calomel electrode), whereby the potential remains constant during a long test period.

Für Vergleichzwecke wird eine im Handel erhältliche Anode, die ein Titansubstrat enthält, auf dessen Oberfläche direktFor comparison purposes, a commercially available anode, which contains a titanium substrate, on its surface directly

■6 098 0 8/0712■ 6 098 0 8/0712

, 13 - 2 5 3 7 5 S ^, 13 - 2 5 3 7 5 S ^

ein Rutheniumoxidüberzug aufgebracht wurde, eingebaut und bei identischen Bedingungen geprüft. Die Anode zeigte ein Potential von 1,26 Volt (gegenüber einer gesättigten Kalomelelektrode). Es ist erkennbar, daß eine Verbesserung in der Überspannung bei Anoden erhalten wird wie bei der Anode von Beispiel (IB), wenn der Außenüberzug aus Edelmetalloxid auf einer Oberfläche aus leitfähigem Zinnoxid abgeschieden wird und nicht direkt auf der Oberfläche des Ventilmetallsubstrats.a ruthenium oxide coating was applied, installed and checked under identical conditions. The anode showed a potential of 1.26 volts (versus a saturated Calomel electrode). It can be seen that an improvement in overvoltage is obtained in anodes such as that in FIG Anode of example (IB) when the outer coating of noble metal oxide on a surface of conductive tin oxide is deposited and not directly on the surface of the valve metal substrate.

Beispiel 3Example 3

Eine Anode, hergestellt wie in Beispiel (IB) beschrieben, d.h. eine Anode, die ein Titansubstrat, einen Außenüberzug aus Rutheniumoxid und eine Zwischenschicht aus leitfähigem Zinnoxid enthält, wird im Vergleich mit einer Anode geprüft, die entsprechend Beispiel (IA) hergestellt wird, d.h. einer Anode, die ein Titansubstrat und einen Überzug aus leitfähigem Zinnoxid enthält. Die Anoden werden unter identischen Bedingungen in eine Chlorzelle mit einer Stahlkathode, die von der Anode durch eine kationische Membran getrennt ist, eingebaut und geprüft. Der Anodenraum wird mit vorerwärmter Salzlösung in einer Konzentration von ungefähr 310 g NaCl/l und einem pH-V/ert von ungefähr 4,5 beschickt. Der Anolyt wird bei ungefähr 95 C gehalten und der Versuch wird bei einer konstanten Stromdichte von 310 mA/cm (2,0 ASI) durchgeführt. Die Anode von Beispiel (IB) zeigt ein Anfangspotential von ungefähr 1,20 Volt( gegenüber einer gesättigten Kalomelelektrode), wobei das Potential im wesentlichen während einer Versuchszeit von 127 Stunden konstant bleibt. Bei identischen Testbedingungen zeigt die Anode von Beispiel (IA) ein Anfangspotential von ungefähr 1,52 Volt (gegenüber einer gesättigten Kalomelelektrode), wobei das Potential auf 1,76 Volt im Verlauf einer Versuchszeit von 128 Stunden steigt.An anode made as described in Example (IB), i.e. an anode having a titanium substrate, an outer coating of ruthenium oxide and an intermediate layer of conductive tin oxide is tested in comparison with an anode, which is produced according to example (IA), i.e. an anode which has a titanium substrate and a coating of conductive Contains tin oxide. The anodes are placed in a chlorine cell with a steel cathode under identical conditions separated from the anode by a cationic membrane, installed and tested. The anode compartment is preheated with Saline solution at a concentration of approximately 310 g NaCl / l and a pH value of approximately 4.5. The anolyte is kept at approximately 95 C and the experiment is carried out at at a constant current density of 310 mA / cm (2.0 ASI). The anode of example (IB) shows an initial potential of about 1.20 volts (versus a saturated calomel electrode), the potential being essentially remains constant during a test period of 127 hours. With identical test conditions, the anode from example shows (IA) an initial potential of approximately 1.52 volts (versus a saturated calomel electrode), where the potential rises to 1.76 volts over a test period of 128 hours.

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Beispielexample

A. Eine Titansieb- bzw. -netzprobe wird mit einer Schicht aus leitfähigem Zinnoxid gemäß dem Verfahren von Beispiel (IA) beschichtet.A. A titanium mesh sample is coated with a layer of conductive tin oxide according to the method of Example (IA) coated.

B. Eine Titansieb- bzw. -netzprobe, die wie in Beispiel 4A beschrieben mit leitfähigem Zinnoxid beschichtel ist, wird weiter wird weiter mit einer Außenschicht aus Rutheniumdioxid gemäß dem in Beispiel (IB) beschriebenen Verfahren beschichtet.B. A titanium mesh sample coated with conductive tin oxide as described in Example 4A is, is further continued with an outer layer of ruthenium dioxide according to that described in example (IB) Process coated.

Die Netzanoden, die wie bei A und B oben beschrieben hergestellt werden, werden als Anoden in Chlorzellen eingebaut und geprüft, wobei der Elektrodenspalt zwischen der Anode und der Stahlkathode 0,32 cm (1/8 inch) beträgt und die Anode und die Kathode durch eine kationische Membran getrennt sind. Die Zellen werden mit Anolytkonzentrationen im Bereich von 250 bis 310 g NaCl/l bei einem pH-Wert von 4,5 und Temperaturen von 80 bis 90°C betrieben. Die Versuche werden bei einer konstanten Stromdichte von 310 mA/cm (2,0 ASI) durchgeführt). Die Anode von Beispiel 4B zeigt ein Anfangspotential von ungefähr 1,32 V und ist im wesentlichen während einer Zeit von 60 Betriebstagen stabil, wohingegen die Anode von Beispiel 4A ein Anfangspotential von ungefähr 1,50 V zeigt und das Potential allmählich auf ungefähr 1,90 am 50. Betriebstag steigt und dann sehr schnell am 52. Betriebstag steigt und am 55· Tag vollständig passiviert ist.The mains anodes, which are manufactured as described in A and B above, are installed as anodes in chlorine cells and tested with the electrode gap between the anode and the steel cathode being 0.32 cm (1/8 inch) and the The anode and the cathode are separated by a cationic membrane. The cells are exposed to anolyte concentrations in Range from 250 to 310 g NaCl / l at a pH of 4.5 and temperatures from 80 to 90 ° C. The experiments are carried out at a constant current density of 310 mA / cm (2.0 ASI) performed). The anode of Example 4B exhibits an initial potential of approximately 1.32 volts and is essentially stable for a period of 60 days of operation, whereas the anode of Example 4A has an initial potential of shows about 1.50 V and the potential gradually rises to about 1.90 on the 50th day of operation and then a lot increases rapidly on the 52nd day of operation and is completely passivated on the 55th day.

Beispiel 5Example 5

Anodenplatten (12,7 x 15,2 cm = 5"x6")> hergestellt wie in den Beispielen (IA) und (IB) beschrieben, werden in eine Chloratzelle eingebaut und geprüft, wobei man zwei Anodenplatten verwendet werden, die von einer Flußstahlkathodenumhüllung umgeben sind. Der Spalt zwischen der Anode und5 "x6" anode plates> manufactured as described in Examples (IA) and (IB), are installed in a chlorate cell and tested using two anode plates which are covered by a mild steel cathode envelope are surrounded. The gap between the anode and

6 09808/07126 09808/0712

ORIGINAL INSPECTEDORIGINAL INSPECTED

2 5 3 9 5 5 32 5 3 9 5 5 3

der Kathode beträgt 0,32 cm (1/8 inch), Die Zelle wird mit einer Stromdichte von 620 mA/cm (4,0 ASI) betrieben und bei ungefähr 700C gehalten. Die Elektrolytzusammensetzung liegt im Bereich von 400 bis 550 g NaClO-, und 120 bis 150 g NaCl und 1,0 bis 1,5 g Natriumdichlormat/l und der pH-Wert beträgt ungefähr 6,7.the cathode is 0.32 cm (1/8 inch). The cell is operated at a current density of 620 mA / cm (4.0 ASI) and is maintained at approximately 70 ° C. The electrolyte composition is in the range from 400 to 550 g NaClO-, and 120 to 150 g NaCl and 1.0 to 1.5 g sodium dichloromate / l and the pH is approximately 6.7.

Die Anode von Beispiel (IA) mit einem Außenüberzug aus leitfähigem Zinnoxid zeigt ein Anfangspotential von 4,0 V. Das Potential steigt allmählich auf 5,4 V während der ersten 40 Betriebsstunaen und die Anode versagt vollständig in weniger als 2 Betriebstagen. Bei identischen Bedingungen zeigt die Anode von Beispiel (IB) ein niedrigeres Anfangspotential (3,50 V) und ausgezeichnete Stabilität und steigt auf ungefähr 4,05 V im Verlauf einer Betriebszeit von 91 Tagen.The anode of example (IA) with an outer coating of conductive tin oxide shows an initial potential of 4.0 V. The potential gradually rises to 5.4 V during the first 40 hours of operation and the anode fails completely less than 2 days of operation. With identical conditions shows the anode of Example (IB) a lower initial potential (3.50 V) and excellent stability and rises to approximately 4.05 V over 91 days of operation.

•6D9808/0712• 6D9808 / 0712

Claims (8)

PatentansprücheClaims (?) Elektrolytische Anode, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Ventilmetallsubstrat, einen Überzug darauf aus leitfähigem Zinnoxid und einen Außenüberzug aus mindestens einem Edelmetall oder Edelmetalloxid enthält.(?) Electrolytic anode, characterized in that it is a valve metal substrate with a conductive coating on it Contains tin oxide and an outer coating of at least one noble metal or noble metal oxide. 2. Elektrolytische Anode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat Titan ist.2. Electrolytic anode according to claim 1, characterized in that the substrate is titanium. J5· Elektrolytische Anode nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das leitfähige Zinnoxid eine Mischung aus Zinndioxid und einer geringen Menge an Antimonoxid enthält.J5 Electrolytic anode according to Claim 2, characterized in that that the conductive tin oxide contains a mixture of tin dioxide and a small amount of antimony oxide. 4. Elektr.olytische Anode nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenüberzug ein Edelmetalloxid ist.4. Electrolytic anode according to claim 2, characterized in that that the outer coating is a noble metal oxide. 5. Elektrolytische Anode nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenüberzug Rutheniumoxid ist.5. Electrolytic anode according to claim 4, characterized in that the outer coating is ruthenium oxide. 6. Elektrolytische Anode nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das leitfähige Zinnoxid eine Mischung aus Zinnoxid und zwischen ungefähr 0,1 und ungefähr 20 Gew.% Antiraonoxid, bezogen auf das Gesamtgewicht der Mischung, berechnet als SnO2 und Sb2O,, enthält.6. Electrolytic anode according to claim 5, characterized in that the conductive tin oxide is a mixture of tin oxide and between about 0.1 and about 20% by weight of antiraon oxide, based on the total weight of the mixture, calculated as SnO 2 and Sb 2 O ,, contains. 7. Verfahren zur Elektrolyse einer wäßrigen Alkalimetallchloridlösung, wobei Chlor an der Anode freigesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß man als Anode eine Verbundstruktur verwendet, die ein Ventilmetallsubstrat, einen Überzug aus leitfähigem Zinnoxid auf der Oberfläche davon und einen Außenüberzug auf der Oberfläche des leitfähigen Zinnoxids aus mindestens einem Edelmetall oder Edelmetalloxid enthält.7. Process for the electrolysis of an aqueous alkali metal chloride solution, chlorine being released at the anode, characterized in that the anode is a composite structure used a valve metal substrate, a coating of conductive tin oxide on the surface thereof and an outer coating on the surface of the conductive tin oxide of at least one noble metal or noble metal oxide contains. 609808/0712609808/0712 8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Anode ein Titansubstrat, einen Überzug darauf aus leitfähigem Zinnoxid und einen Außenüberzug aus Rutheniumoxid enthält.8. The method according to claim 7, characterized in that the anode is a titanium substrate, a coating thereon conductive tin oxide and an outer coating of ruthenium oxide. 9· Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das leitfähige Zinnoxid eine Mischung aus Zinnoxid und zwischen ungefähr 0,1 und 20 Gew.% Antimonoxid, bezogen auf das Gesamtgewicht der Mischung, berechnet als SnOp und Sb2O3, enthält.Process according to Claim 8, characterized in that the conductive tin oxide contains a mixture of tin oxide and between approximately 0.1 and 20% by weight of antimony oxide, based on the total weight of the mixture, calculated as SnOp and Sb 2 O 3 . £09808/0712£ 09808/0712
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