專利名稱:電解用陰極及其制法的制作方法
本發(fā)明主題是一種電解用的新型陰極。本發(fā)明也涉及到這種陰極的制法，尤其是涉及到一種應(yīng)用于電解堿金屬鹵化物水溶液的陰極，其特點(diǎn)是具有低的操作電位值，而且其電化學(xué)工作特性很穩(wěn)定。
這種陰極屬于一類經(jīng)活化的金屬陰極，它是通過利用各種活化材料來覆蓋陰極基材而制得，主要目的是降低其在堿性介質(zhì)中的氫超電位。
歐洲專利申請0，129，374號中描述了一種帶有覆蓋層的陰極，該覆蓋層是由至少一種鉑族金屬和至少一種鉑族金屬氧化物的混合物所組成，而且鉑族金屬占所述混合物的2-30%(重量)。
日本公開專利申請57-13，189號中，描述了一種帶覆蓋層的鎳或鎳合金質(zhì)陰極，而覆蓋層由一種鉑族金屬或所述金屬的氧化物所組成。
英國專利1，511，719號中描述了一種陰極，它是由一種金屬基材，鈷覆蓋層及釕第二覆蓋層所組成。
美國專利4，100，049號中描述了一種由基材和覆蓋層所構(gòu)成的陰極，覆蓋層則是由一種貴金屬氧化物和一種半導(dǎo)體金屬氧化物(特別是氧化鋯)的混合物所組成。
日本公開專利申請54-090，080號中描述了一種制造陰極的方法，其中包括用高氯酸處理鐵質(zhì)金屬基材，然后用燒結(jié)方法將陰極用活性物質(zhì)(包括釕、銥、鐵和鎳)以金屬或金屬化合物的形式進(jìn)行覆蓋。
美國專利3，216，919號中介紹了一種在基材(如由鎳構(gòu)成)上沉積覆蓋層的技術(shù)，該覆蓋層是由鎳-鈀合金所組成。按照該專利所述方法，先將一層粉狀的合金覆涂于基材上，然后將合金粉末進(jìn)行燒結(jié)。
蘇聯(lián)專利264，096號中，提出用電鍍釕-鎳合金的方法獲得陰極覆蓋層。
日本公開專利申請54-110，983號(相應(yīng)美國專利4，465，580號)描述了一種帶覆蓋層的陰極，該覆蓋層是由鎳或鎳合金的分散顆粒及一種活化物質(zhì)(由鉑、釕、銥、銠、鈀、鋨或這些金屬的氧化物所組成)所組成。
日本公開專利申請53-010，036號中描述了一種具半導(dǎo)體金屬基材和覆蓋層的陰極，而該覆蓋層是由至少一種鉑族金屬和一種半導(dǎo)體金屬的合金所組成，需要時(shí)還有至少一種鉑族金屬的表面覆蓋層。
歐洲專利申請0，129，734號中介紹了一種制造陰極的方法，其中包括在一種導(dǎo)電基材上沉積一層涂層溶液，其中含有一種金屬氧化物前體，必要時(shí)還含有清潔劑(用于溶解基材中大部分可溶物和/或已沉積的覆蓋層)。該方法中還包括了用于除去涂層溶液中大部分揮發(fā)組分(包括基材中的已溶解組分)的操作方法，請參閱所述專利文件第14頁。
本發(fā)明提出了一種特別適用于電解堿金屬鹵化物水溶液的新型陰極。所述陰極是由一種導(dǎo)電基材和覆蓋層所構(gòu)成，而覆蓋層則包含了貴金屬和/或貴金屬衍生物，這種陰極的特征是，導(dǎo)電基材帶有非均質(zhì)的覆蓋層，它是由至少a層及b層所組成，其中a層與基材相接觸，并且由至少包括一種下列各組分的覆蓋層所組成貴金屬，貴金屬氧化物，貴金屬氧化物的混合物，及至少一種鎳、鈷、鐵、鈦、鉿、鈮、鉭及鋯的氧化物。而b層則與電解質(zhì)和a層接觸，并且是由一種高遮蓋能力(covering power)的金屬所組成。
在本發(fā)明中，所述“貴金屬”是指釕、銠、鈀、鋨、銥和鉑。
遮蓋能力是指b層投影面和基材投影面之間的比率(R)值。
高遮蓋能力是指比率(R)值大于95%。
作為上述定義中相應(yīng)的各種金屬，可特別列舉金屬鎳、鈷、鐵及其合金，或者是含磷、硼或硫而其原子比率低于15%的上述金屬的合金。
必須明確的是，按照本發(fā)明的陰極應(yīng)包括與基材相接觸的a層，以及與電解質(zhì)和a層相接觸的b層，這表明它們可以只包括單獨(dú)的a層及b層，或者是由基材起，a層連接著b層，而終結(jié)于b層。
按明本發(fā)明的各種陰極之中，可以特別列舉的陰極是其中a層是由至少一種下列各組分所組成，所述組分包括鉑、釕、銠，各種金屬(如釕、銥、銠、鉑)的氧化物，上述各氧化物的混合物，以及鈦或鎳的氧化物;并且其中b層是由鎳或鈷所組成的陰極。
按明本發(fā)明的各陰極中，組成與基材相接觸的a層的一種或多種化合物，最好以0.2至5毫克/厘米2的數(shù)量進(jìn)行沉積。同時(shí)，組成與電解質(zhì)相接觸的b層的一種或多種化合物，則以1至15毫克/厘米2的數(shù)量沉積。而可能組成a層及b層的任選的中間層化合物的數(shù)量無嚴(yán)格限定，而基于所述中間層的假定，應(yīng)推薦參考上述各限定數(shù)量。
基材組成材料可以是各種導(dǎo)電性材料，宜于應(yīng)用的材料包括鎳、不銹鋼、低碳鋼等，但不受所列舉材料的限制。
基材可是平板、薄板、柵板、網(wǎng)板或展延金屬，或柵格，所述材質(zhì)形狀可以是平面或圓柱狀，或按應(yīng)用的工藝制成其他不同形狀。
本發(fā)明也涉及這種陰極的制法。其中主要包括;任選地使基材經(jīng)過適宜的預(yù)處理后，在基材上沉積一種或數(shù)種化合物的各覆蓋層，它們可以產(chǎn)生組成a層及b層(以下稱為前體)的金屬或化合物，然后將其整體再經(jīng)過處理，而得到所需的化學(xué)形式(金屬，氧化物)。
基材的預(yù)處理最好包括除油，必要時(shí)在除油之后，按已知的方法進(jìn)行機(jī)械方法和/或化學(xué)清洗，它們都是被人們所熟知的方法。
在洗凈的基材上可沉積一層或多層溶液或懸浮液，其中含有可生成金屬或其氧化物的所有化合物。這些前體也可以連續(xù)涂層方式分別沉積。此外也可將前體的一部分進(jìn)行一層或多層沉積，以便在每一層后或僅在最后一層沉積后促使前體分解，然后以前體氧化物另外部分來重復(fù)同樣操作。上述簡化的說明，目的在于使敘述簡明扼要。但人們可以設(shè)想到前體的任何組合都是可能的，尤其是同一前體可存在于許多層中，它既可單獨(dú)存在，也可與各不同層中的同一前體或與各層中的不同前體組合起來。
一般來說，上述前體是以溶液或懸浮液形式來沉積。根據(jù)前體的特性，可選用溶劑或稀釋劑(如水)，無機(jī)或有機(jī)酸，或有機(jī)溶劑。優(yōu)選的有機(jī)溶劑如二甲基甲酰胺、醇類(尤其最好是乙醇、2-丙醇或2-乙基己醇)。一般金屬原子濃度是3.10-2-3摩爾/升，而最好是1-2摩爾/升。
可應(yīng)用于本發(fā)明的前體一般是由金屬的無機(jī)或有機(jī)鹽組成，如鹵化物、硝酸鹽、碳酸鹽、硫酸鹽或乙酸鹽，乙酰丙酮化物。
上述前體中可特別列舉氯化釕水合物，六氯合鉑酸，六氯合銥酸，硝酸鈀，氯化銠，硫酸鎳和氯化鎳。
上述前體的覆涂層的沉積可通過各常用方法來進(jìn)行，如將基材在溶液中浸涂，用涂漆刷、刷子或類似工具覆涂，或采用靜電噴涂方法。a層和b層也可用電鍍方法來沉積。假定用化學(xué)方法沉積b層時(shí)，則將先前沉積的a層進(jìn)行敏化處理則是有利的。其中包括了敏化/清洗連續(xù)的處理過程，如在下述文獻(xiàn)中有敘述，即《現(xiàn)代電鍍》(“Modern Electroplating”)，著者F.Lowenheim;由John Wiley & Sons公司出版，1974年，第644至646頁。
涂層溶液的制備和沉積一般可在空氣中于室溫下進(jìn)行。當(dāng)然需要時(shí)，可將溫度提高，使某些前體物質(zhì)更易于溶解，和/或可以在氮?dú)夥罩谢蚱渌鼘η绑w物質(zhì)無作用的氣體中進(jìn)行操作。
a層的前體的轉(zhuǎn)化一般是經(jīng)過熱處理來實(shí)施。為了除去部分或全部的溶劑或稀釋劑，在熱處理前先經(jīng)過在空氣中的烘干過程是有利的。烘干時(shí)溫度可達(dá)200℃，而特別推薦的溫度范圍是100-150℃，烘干時(shí)間約數(shù)十分鐘。熱處理通常是在空氣中進(jìn)行，按所用的不同前體，溫度可在200-1，000℃之間變化。而優(yōu)選的操作溫度是400-750℃，處理每一覆涂層的時(shí)間一般需經(jīng)15分鐘至1小時(shí)。熱處理可在每次烘干后進(jìn)行，當(dāng)有多層覆涂層時(shí)，可在最終之烘干后進(jìn)行。
本發(fā)明的陰極適用于在堿性介質(zhì)中生產(chǎn)氫氣的電解槽，所述陰極尤其適用于堿金屬氯化物水溶液的電解，特別是適用于氯化鈉水溶液和水的電解(如氫氧化鉀水溶液的電解)。在電解槽中，可用微孔隔膜分離室，但按本發(fā)明的陰極特別適用于應(yīng)用薄膜工藝(membrane technology)。
以下各實(shí)施例將說明本發(fā)明。
實(shí)施例1基材由大小為200×10×1毫米的鎳板構(gòu)成，并經(jīng)過金剛砂(其當(dāng)量平均粒徑為250微米)進(jìn)行表面處理。
a)在23℃溫度下，制備2克RuCl3.XHCl.yH2O(含約38%重量分的金屬釕)溶解在2厘米3的乙醇中的溶液。
用該溶液覆涂鎳板。
在空氣中經(jīng)過烘干(120℃，30分鐘)，接著在空氣中經(jīng)過熱處理(500℃，30分鐘)。
可得到0.55毫克/厘米2的RuO2沉積層。
b)在23℃下，制備下列三種溶液A溶液用4厘米3/升濃鹽酸，制備含1克/升PdCl2的水溶液。
B溶液含50克/升NaH2PO2的水溶液。
C溶液含20克/升NiSO4.7H2O;30克/升(NH4)2SO4;30克/升NaH2PO2.H2O;10克/升檸檬酸鈉及10厘米3/升的20%(重量)的NH4OH。
按上述a)覆蓋后的鎳板，先后浸于下列各溶液中在A溶液中，室溫下浸1分鐘;在B溶液中，30℃下浸1分鐘;在200厘米3的C溶液中(保持30℃)浸60分鐘?？傻玫?.29毫克/厘米2的鎳/磷合金形式的鎳沉積層，其中含少于15%(原子比率)的磷。
c)將所得陰極在85℃下，于450克/升的氫氧化鈉溶液中用50安培/分米2的電流密度測試，其操作電位值是-1，220毫伏[相對于飽和甘汞電極(S.C.E.)]。
d)在氯化鈉水溶液電解槽-薄膜工藝中;應(yīng)用了一種圓盤形陰極，其直徑為80毫米，由延展和層壓的鎳質(zhì)柵板構(gòu)成，并具有按上述過程所制得的RuO2/化學(xué)鎳覆蓋層。
電解槽的操作條件如下電流密度30安培/分米2溫度85℃氫氧化鈉32%(重量)可觀察到，電解槽端電位比較應(yīng)用無覆蓋層的鎳陰板的槽端電位的增益值(gain)為300毫伏。
經(jīng)過90日連續(xù)操作，電位的增益值仍保持在300毫伏。
實(shí)施例2用一鎳板作為基材，它經(jīng)過與實(shí)施例1相同條件的表面處理。
a)在23℃溫度下，制備2克H2IrCl6.XH2O(約含39%重量分的金屬銥)溶解在2厘米3乙醇中的溶液。按照實(shí)施例1所述的覆涂/烘干/熱處理過程順序，將兩層該溶液沉積在鎳基材上?？傻玫?.5毫克/厘米2的IrO2沉積層。
b)經(jīng)上述a)覆蓋后的鎳板，按實(shí)施例1中所述過程先后浸于A、B及C溶液中?？傻玫?.9毫克/厘米2鎳/磷合金形式的鎳沉積層。
c)該具有雙覆蓋層的陰極的操作電位值是-1，310毫伏(相對于S.C.E.，并且經(jīng)過如實(shí)施例1所述于氫氧化鈉溶液中之測試)。
實(shí)施例3應(yīng)用鎳質(zhì)基材，它經(jīng)如實(shí)施例1所述處理。
a)鎳板用Pd(NO3)2溶液(約含16%重量分的金屬鈀)覆涂。
在空氣中烘干(120℃，30分鐘)，然后在空氣中經(jīng)熱處理(500℃，30分鐘)?？傻玫?毫克/厘米2的PdO沉積。
b)經(jīng)上述a)覆蓋后的鎳板，按實(shí)施例1中所述過程，先后浸于A，B及C溶液中?？傻玫?.4毫克/厘米2的鎳/磷合金形式的鎳沉積層。
c)該具有雙覆蓋層的陰極的操作電位值是-1，235毫伏(相對于S.C.E.，并且經(jīng)過如實(shí)施例1所述于氫氧化鈉溶液中之測試)。
實(shí)施例4應(yīng)用鎳基材，它經(jīng)過如實(shí)施例1所述處理。
a)按明實(shí)施例1所述的覆涂/烘干/熱處理過程順序，在鎳基材上沉積一層RhCl3.XH2O溶液。可得到0.4毫克/厘米2的Rh2O3沉積層。
b)經(jīng)上述a)覆蓋后的鎳板，按實(shí)施例1所述過程，先后浸于A，B，C溶液中?？傻玫?.85毫克/厘米2的鎳/磷合金形式的鎳沉積層。
c)具有雙覆蓋層的陰極的操作電位值是-1，290毫伏(相對于S.C.E.，并經(jīng)過如實(shí)施例1所述于氫氧化鈉溶液中之測試)。
實(shí)施例5應(yīng)用鎳基材，它經(jīng)過如實(shí)施例1所述處理。
a)在23℃溫度下，制備含4.37克RuCl3.XHCl.yH2O(約含38%重量分的金屬釕);6.46厘米3的2.5摩爾/升的TiOCl2.2HCl溶液及4.46厘米3的2-丙醇的溶液，其中相應(yīng)的釕/鈦重量比為1。
按照實(shí)施例1所述的覆涂/烘干/熱處理過程順序，在鎳基材上沉積一層所制備的溶液。可得到1.4毫克/厘米2的RuO2和TiO2沉積層。
b)按上述a)覆蓋后的鎳板，按實(shí)施例1所述過程，先后浸于A，B和C溶液中。可得到2.55毫克/厘米2的鎳/磷合金形式的鎳沉積層。
c)該具有雙覆蓋層的陰極的操作電位值是-1，230毫伏(相對于S.C.E.，并經(jīng)過如實(shí)施例1所述于氫氧化鈉溶液中之測試)。
實(shí)施例6應(yīng)用鎳基材，按照實(shí)施例1所述的條件使其經(jīng)過表面處理。
a)在23℃溫度下，制備下列D和E兩種溶液D溶液如實(shí)施例1的1克RuCl3，XHCl.yH2O溶解于1厘米3乙醇中的溶液。
E溶液1克Ni(NO3)2.6H2O溶于1厘米3乙醇中的溶液。
首先，在鎳基材上沉積一層D溶液(按照實(shí)施例的覆涂/烘干/熱處理過程順序)，經(jīng)冷卻后，再沉積二層E溶液(按實(shí)施例1的覆涂/烘干/熱處理過程順序)。可得到1.94毫克/厘米2的RuO2和NiO沉積層(其中氧化物重量比為1/1)。
b)經(jīng)上述a)覆蓋后的鎳板，再按實(shí)施例1所述過程先后浸入A，B及C溶液中。可得到2.4毫克/厘米2的鎳/磷合金形式的鎳沉積層。
c)該具有雙覆蓋層的陰極的操作電位值是-1，225毫伏(相對于S.C.E.，并經(jīng)過如實(shí)施例1所述于氫氧化鈉溶液中之測試)。
實(shí)施例7應(yīng)用鎳基材，它經(jīng)過如實(shí)施例1所述的處理。
a)在23℃溫度下，制備2克H2PtCl6.6H2O(約含38%重量分的金屬鉑)溶于2厘米3乙醇中的溶液。按實(shí)施例1所述覆涂/烘干/熱處理過程順序，將二層上述溶液沉積于鎳基材上?？傻玫?.95毫克/厘米2金屬鉑的沉積層。
b)經(jīng)過上述a)覆蓋后的鎳板，按照實(shí)施例1所述過程，先后浸入A，B及C溶液中?？傻玫?.9毫克/厘米2的鎳/磷合金形式的鎳沉積層。
c)該具有雙覆蓋層的陰極的操作電位值是-1，300毫伏(相對于S.C.E.，并經(jīng)過如實(shí)施例1所述于氫氧化鈉溶液中之測試)。
實(shí)施例8應(yīng)用鎳基材，它經(jīng)過如實(shí)施例1所述處理。
a)在23℃溫度下，制備F溶液，其中含有15克/升RuCl3.XHCl.yH2O(其中約含38%重量分的金屬釕)以及12.5克/升NH2OH.HCl。
在30℃溫度下，用15安培/分米2的電流密度將F溶液電解60分鐘，可在鎳基材上沉積釕金屬層，由此得到1.36毫克/厘米2的金屬釕沉積層。
b)經(jīng)上述a)覆蓋后的鎳板，按照實(shí)施例1所述過程，先后浸于A，B及C溶液中。
可得到2毫克/厘米2的鎳/磷合金形式的鎳沉積層。
c)該具有雙覆蓋層的陰極的操作電位值為-1，200毫伏(相對于S.C.E.，并經(jīng)如實(shí)施例1所述于氫氧化鈉溶液中之測試)。
實(shí)施例9應(yīng)用經(jīng)過如實(shí)施例1所述處理的鎳基材。
a)在23℃溫度下，制備如實(shí)施例1的1克RuCl3.XHCl.yH2O溶解于1厘米3的乙醇中的溶液。
按照實(shí)施例1所述的覆涂/烘干/熱處理過程順序，將一層上述溶液沉積于鎳基材上?？傻玫?.79毫克/厘米2的RuO2沉積層。
b)在23℃溫度下制備G溶液，其中含有30克/升CoCl2.6H2O;20克/升NaH2PO2.H2O;29.6克/升檸檬酸鈉;50.0克/升NH4Cl，30厘米/升的20%NH4OH(重量)。
經(jīng)過上述a)覆蓋后的鎳板，先后再經(jīng)過下列過程，即首先在室溫下浸于A溶液(如實(shí)施例1所述)1分鐘，再于30℃下浸于B溶液(如實(shí)施例1所述)中經(jīng)1分鐘，然后浸于保持在80℃的200厘米3的G溶液經(jīng)20分鐘?？傻玫?毫克/厘米2的以鈷/磷合金(含有少于15%原子比率的磷)形式的鈷沉積層。
c)該具有雙覆蓋層的陰極在85℃下，于濃度為450克/升的氫氧化鈉溶液中，用50安培/分米2的電流密度進(jìn)行測試，測得其操作電位值為-1，180毫伏(相對于S.C.E.)。
實(shí)施例10應(yīng)用鎳基材，按照實(shí)施例1所述條件，將其經(jīng)過表面處理。
a)在23℃溫度下，制備如實(shí)施例1的1克RuCl3.XHCl.yH2O溶解在厘米3乙醇中的溶液。
按照實(shí)施例1所述的覆涂/烘干/熱處理過程順序，將二層上述溶液沉積于鎳基材上?？傻玫?.6毫克/厘米2的RuO2沉積層。
b)將經(jīng)過上述a)覆蓋的基材用電鍍方法沉積鎳層，電解水溶液中含有300克/升氯化鎳，38克/升H3BO3，溫度為60℃，所用的電流密度為5安培/分米2，時(shí)間為30分鐘，溶液容積為400厘米3?？傻玫?.3毫克/厘米2的金屬鎳鍍層。
c)該具有雙覆蓋層的陰極的操作電位值為-1，200毫伏(相對于S.C.E.，并經(jīng)過如實(shí)施例1所述于氫氧化鈉溶液中之測試)。
實(shí)施例11重復(fù)實(shí)施例1的試驗(yàn)，但應(yīng)用了含有30厘米3/升的20%NH4OH(重量)的C溶液。
浸在保持在30℃的上述C溶液內(nèi)經(jīng)過2小時(shí)后，可得到10.0毫克/厘米2的以鎳/磷合金形式的鎳沉積層。
按實(shí)施例1c所述條件下所測得的陰極操作電位值為-1，240毫伏(相對于S.C.E.)。
實(shí)施例12重復(fù)實(shí)施例1的實(shí)驗(yàn)，但應(yīng)用低碳鋼基材代替鎳基材，并將其按實(shí)施例1過程處理。
a)在23℃溫度下，制備如實(shí)施例1的1克RuCl3.XHCl.yH2O溶解在1厘米3乙醇中的溶液。
按照實(shí)施例1所述的覆涂/烘干/熱處理過程順序，將一層上述溶液沉積于低碳鋼基材上?？傻玫?.6毫克/厘米2的RuO2沉積層。
b)將經(jīng)過上述a)覆蓋后的低碳鋼板，按實(shí)施例1所述過程，先后浸于A，B及C溶液中?？傻玫?.2毫克/厘米2的Ni-P合金(含有少于15%原子比率的磷)形式的鎳沉積層。
c)該具有雙覆蓋層的陰極的操作電位值為-1，240毫伏(相對于S.C.E.，并經(jīng)過如實(shí)施例1所述于氫氧化鈉溶液中之測試)。
實(shí)施例13應(yīng)用鎳基材，按照如實(shí)施例1所述的條件使其經(jīng)過表面處理。
a)在23℃溫度下，制備如實(shí)施例1所述的1克RuCl3.XHCl.yH2O溶解于1厘米3乙醇中的溶液。
按照實(shí)施例1所述覆涂/烘干/熱處理過程順序，將一層上述溶液沉積于鎳基材上。可得到0.6毫克/厘米2的RuO2沉積層。
b)經(jīng)上述a)覆蓋后的鎳板，在40℃下浸于實(shí)施例1中的C溶液經(jīng)100分鐘?？傻玫?.25毫克/厘米2的Ni-P合金(含少于15%原子比率的磷)形式的鎳沉積層。
c)該具有雙覆蓋層的陰極的操作電位值為-1，200毫伏(相對于S.C.E.，并經(jīng)過如實(shí)施例1所述于氫氧化鈉溶液中之測試)。
比較實(shí)施例1A按照實(shí)施例1-b所述過程，在鎳基材上沉積2.2毫克/厘米2的鎳層，而該鎳基材經(jīng)過按實(shí)施例1所述的表面處理。
將該陰極按實(shí)施例1所述于氫氧化鈉溶液中進(jìn)行測試，其操作電位值為-1，490毫伏(相對于S.C.E.)。
比較實(shí)施例9A
按照實(shí)施例9-b所述過程，在鎳基材上沉積1.7毫克/厘米2的鈷，而該鎳基材經(jīng)過按實(shí)施例1所述的表面處理。
將該陰極按實(shí)施例1所述于氫氧化鈉溶液中進(jìn)行測試，其操作電位值為-1，480毫伏(相對于S.C.E.)。
比較實(shí)施例10A按照實(shí)施例10-b所述過程，在鎳基材上沉積5毫克/厘米2的鎳，而該鎳基材經(jīng)過實(shí)施例1所述的表面處理。
將該陰極按實(shí)施例1所述于氫氧化鈉溶液中進(jìn)行測試，其操作電位值為-1，640毫伏(相對于S.C.E.)。
權(quán)利要求
1.一種特別適用于電解堿金屬鹵化物水溶液的陰極，是由導(dǎo)電基材以及包括了貴金屬和/或貴金屬衍生物的覆蓋層所構(gòu)成，其特征是，導(dǎo)電基材帶有至少由a導(dǎo)及b層所組成的非均質(zhì)覆蓋層，所述a層與基材相接觸，并由至少包括一種下列各組分的覆蓋層所組成貴金屬，貴金屬氧化物，貴金屬氧化物的混合物，及至少一種鎳、鈷、鐵、鈦、鉿、鈮、鉭及鋯的氧化物；而b層則與電解質(zhì)及a層相接觸，并且是由一種高遮蓋能力的金屬所組成。
2.按權(quán)利要求
1的陰極，其特征是，b層投影面和基材投影面之間的比率大于95%。
3.按照權(quán)利要求
1或2的陰極，其特征是，形成b層的金屬可以是鎳、鈷、鐵及其合金，或所含的磷、硼或硫的原子比率小于15%的上述金屬的合金。
4.按照權(quán)利要求
1至3中任一項(xiàng)的陰極，其特征是，a層是由至少一種下列各組分所組成，所述組分包括鉑、釕、銠、各種金屬(釕、銥、銠、鉑)的氧化物，上述各種氧化物的混合物，以及鈦或鎳的氧化物，并且b層是由鎳或鈷所組成。
5.按照權(quán)利要求
1至3中任一項(xiàng)的陰極，其特征是，組成與基材相接觸的a層的一種或多種化合物，是以0.2至5毫克/厘米2的數(shù)量進(jìn)行沉積。
6.按照權(quán)利要求
1至5中任一項(xiàng)的陰極，其特征是，組成與電解質(zhì)相接觸的b層的一種或多種化合物，是以1-15毫克/厘米2的數(shù)量進(jìn)行沉積。
7.按照權(quán)利要求
1至6中任一項(xiàng)的陰極的制造方法，其特征是，其中包括任選地使基材經(jīng)過適宜的預(yù)處理后，在基材上沉積一種或數(shù)種化合物的覆蓋層，它們可以產(chǎn)生組成a層及b層的金屬或化合物，然后將其整體再經(jīng)過處理，而得到所需的化學(xué)形式(金屬、氧化物)。
專利摘要
由帶有非均質(zhì)覆蓋層的導(dǎo)電基材所構(gòu)成的陰極，所述覆蓋層包括至少一層貴金屬和/或其氧化物，以及至少一層具有高遮蓋力的金屬。所述陰極特別適用于電解水或堿金屬鹵化物水溶液的電解槽中，及應(yīng)用薄膜工藝的槽中。
文檔編號C25B11/00GK87102588SQ87102588
公開日1987年10月14日 申請日期1987年4月3日
發(fā)明者雅克·克萊一雷諾, 弗郎西斯·勒魯, 多朱尼奎·雷維爾 申請人:阿托化學(xué)公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan