一种复合涂层电极及其制备方法和电解槽的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及氯酸盐电解工业，尤其设及一种复合涂层电极及其制备方法和电解 槽。
【背景技术】
[0002] 电解槽阳极涂层在电解工业中起着非常重要的作用，电解过程中的一切电化学反 应都是在电极表面与电解液之间的界面上进行的。故电解工业要求阳极涂层有较好的电催 化性和析气选择性，即有较合适的析氯电位和析氧电位，此外，还应具有较强的耐腐蚀性， 从而达到降低能耗、提高反应效率、提高生产稳定性和延长使用寿命，最终达到降低电化学 反应运行成本和提高产品质量的目的。
[0003] 在国内传统的电解法生产氯酸钢工业中，目前采用钉系涂层或银系涂层的二元氧 化物涂层铁阳极是工业用的最具代表的电极，然而此类涂层表面的裂纹较多、与铁基体结 合力不好、容易脱落，该就造成了涂层强化氧化寿命较短。同时导致电解槽存在电压过高， 电流效率较低，电解产生的氨气氧含量过高等问题。由于氨气氧含量过高，故一般工业的氯 酸盐生产都采用大量氮气进行稀释后直排不能回收利用，造成能源浪费并存在一定的安全 隐患。
[0004] 如何在目前的涂层基础上，添加其他的金属氧化物，来降低析氯电位、提高析氧电 位、延长电极使用寿命。制作一种低电压、低氧含量氯酸钢电解槽阳极涂层，不仅能够降低 槽电压，提升电流效率，同时能够将电解中的副产品氨气得到合理的应用，该将大大的降低 企业生产成本，是企业能够永续发展的必经之路。
【发明内容】
[0005] 有鉴于此，本发明提供了一种复合涂层电极及其制备方法和电解槽，所述复合涂 层电极使用的电催化涂层不仅能够降低槽电压，提升电流效率，同时能够将电解中的副产 品氨气得到合理的应用，该将大大的降低生产成本。
[0006] 本发明采用的技术手段如下：
[0007] 一种复合涂层电极，包括导电基体和电催化涂层；所述电催化涂层由W下组份组 成；氧化钉，氧化银，五氧化二粗和氧化铁。
[0008] 优选地，所述导电基体为铁。
[0009] 优选地，按摩尔百分数计，所述电催化涂层由W下组份组成；15~25mol%氧化 钉，1~7mol%氧化银，0. 1~lOmol%五氧化二粗，余量为氧化铁。
[0010] 本发明还提供一种电解槽，包括电解液、阳极、阴极和电源；所述阳极涂有权利要 求1~3任一项所述的电催化涂层。
[0011] 本发明还提供一种复合涂层电极的制备方法，包括W下步骤：
[0012] S氯化钉与铁酸四正了醋按摩尔比为1~5:5~10混合，加入无水己醇混合使S 氯化钉与铁酸四正了醋溶解制得涂液I;
[0013] 氯银酸与五氯化粗正了醇溶液按摩尔比5~10:1~5混合，加入无水己醇混合使 氯银酸与五氯化粗正了醇溶液溶解制得涂液II;
[0014]所述涂液I、所述涂液II按摩尔比10~20:0. 5~2混合得混合物I，巧樣酸溶液 在55°C~65°C下保温化~lOh，将所述混合物I加入所述巧樣酸溶液中揽拌，制得混合物 II，将所述混合物II放置在25°C~35°C下静置2化~40h，得到涂液III;所述巧樣酸溶液为 摩尔比1:5的巧樣酸和无水己醇溶液混合制得；
[0015]将所述涂液I、所述涂液II、所述涂液III依次涂覆到经过预处理的电极上，每涂覆 一次进行一次热处理；
[0016] 所述预处理包括W下步骤：
[0017] 将经过喷砂处理的导电基体，用磯酸钢、碳酸钢和氨氧化钢的混合液化学除油，再 用热草酸溶液刻蚀除诱，再用水冲洗干净，再放入己醇中备用；
[0018] 所述热处理包括W下步骤：
[0019]干燥；将涂覆了所述涂液I、涂液II、涂液III的电极在120°C~150°C下干燥；
[0020] 烧结空冷：干燥后在450°C~500°C下烧结5~20min，取出后在空冷器中进行空 冷处理，冷却至常温；
[0021] 将预处理的电极热处理15~20次，最后在450°C~500°C下烧结，即制得所述复 合涂层电极。
[0022] 优选地，将所述混合物I加入所述巧樣酸溶液中揽拌，所述混合物I与所述巧樣 酸溶液的摩尔比0. 5~1. 5:1~5,揽拌20min~40min。
[0023] 优选地，将预处理的电极热处理15~20次，最后在450°C~500°C下烧结比~ 1. 5h〇
[0024] 采用本发明所提供的一种复合涂层电极使用寿命长，当中使用的电催化涂层有效 地降低了电解槽的电压，提升了电流效率，并且产生的电解副产品氨气中的含氧量较低的 同时，所述氨气还可W进行回收利用，具有良好的应用前景。
【具体实施方式】
[0025]W下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限 定本发明的范围。
[0026] 实施例1
[0027] 1)用浓度分别为30g/L的磯酸钢，40g/L碳酸钢，15g/L氨氧化钢混合制得的混合 液对经过喷砂处理的规格为595mmX402mmX2mm的TA1冷轴纯铁板化学除油，然后用10%化热草酸溶液刻蚀除诱化，最后用蒸馈水冲洗干净，放入己醇中备用。良好的预处理能增 加铁基体的几何面积，不仅可W提高与涂层的结合力，还能增大阳极的电催化活性表面积。 [002引 2)将S氯化钉与铁酸四正了醋按摩尔比1:5称量，进行配料，溶于无水己醇中，混 合配得涂液I。
[0029] 3)将氯银酸与五氯化粗正了醇溶液按摩尔比5:1溶于无水己醇中配得涂液II。
[0030] 4)所述巧樣酸溶液是指摩尔比为1:5的巧樣酸和无水己醇溶液混合制得，对在 55°C下保温化的巧樣酸溶液进行揽拌，同时恒速（流量为3mg/min)将涂液I、涂液II按 mol比10:0. 5混合为混合物I，混合物I加入巧樣酸溶液，混合物I与巧樣酸按摩尔比 0.5:1，揽拌20min，制得混合物II，在25°C下静置20h，得到涂液III。
[0031] W将涂液I、涂液II、涂液III依次涂覆到经过预处理的铁板上，再在120°C干燥 7min，然后在450°C下烧结5min，取出后空冷处理，冷却至常温，重复操作15次；最后450°C 下烧结0.化，即制得所述复合涂层电极。
[0032] 氧化钉；15mol% ;氧化银；Imol% ;
[0033] 五氧化二粗；0.Imol% ;氧化铁；83. 9mol%。
[0034] 实施例2
[0035] 1)用浓度分别为30g/L的磯酸钢，40g/L碳酸钢，15g/L氨氧化钢混合制得的混合 液对经过喷砂处理的规格为595mmX402mmX2mm的TA1冷轴纯铁板化学除油，然后用10% 化热草酸溶液刻蚀除诱化，最后用蒸馈水冲洗干净，放入己醇中备用。良好的预处理能增 加铁基体的几何面积，不仅可W提高与涂层的结合力，还能增大阳极的电催化活性表面积。
[0036] 2)将S氯化钉与铁酸四正了醋按摩尔比3:7称量，进行配料，溶于无水己醇中，混 合配得涂液I。
[0037] 3)将氯银酸与五氯化粗正了醇溶液按摩尔比7:3溶于无水己醇中配得涂液II。
[003引 4)所述巧樣酸溶液是指摩尔比为1:5的巧樣酸和无水己醇溶液混合制得，对在 60°C下保温化的巧樣酸溶液进行揽拌，同时恒速（流量为4mg/min)将涂液I、涂液II按mol比15:1混合为混合物I，混合物I加入巧樣酸溶液，混合物I与巧樣酸按摩尔比1:3， 揽拌30min，制得混合物II，在30°C下静置30h，得到涂液III。
[0039] W将涂液I、涂液II、涂液III依次涂覆