[发明专利]一种活性阴极的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及电极技术领域，具体涉及一种应用于氯碱工业电解反应中的活性阴极的制造方法。 

背景技术

氯碱工业是重要的基本化学工业之一。但是氯碱工业中的电解食盐水需要消耗大量的电能，是化学工业中的耗能大户。如何依靠新技术、新材料尽量减少能耗，已经是国内外氯碱行业必须面对的问题。 

在氯碱工业中，电极食盐水的电极反应式为 

阳极：2Cl^--2e＝Cl₂

阴极：2H₂O+2e＝OH^-+H₂

而上述的反应中实际所消耗的电能与下列槽电压的各个组成部分有关： 

V槽＝Ee+η_a+η_c+IR 

其中，Ee为理论分解电压，η_a和η_c分别为阳极析氯超电势和阴极析氢超电势，IR为电解液、隔膜(或者离子膜)及电解槽结构的欧姆电压的总合。由以上公式可知，除了进一步优化电解槽结构来降低槽电压之外，降低阴极和阳极的超电势，是达到节能的又一途径。D.S.A.和离子膜的问世大大降低了η_a和IR，这就使得氯碱工业中对节能的研究重点转移到析氢阴极上来。 

在相当长的一段实际中，铁丝网或者打孔钢板等非活性阴极由于其具备制备容易、成本低等优点，一直被广泛应用于隔膜电解槽中。但是其具有析氢电势高、容易被腐蚀等缺点。所以人们一直在致力于研究析氢超电势低、耐腐蚀性强而且成本低廉的活性阴极。 

所谓活性阴极就是在基板表面上涂覆或者镀上活性材料层而形成的阴极。关于活性材料的选择，一般有如下几种：贵金属及其化合物；Ni及Ni合金；雷尼镍(Raney-Ni)；非金属化合物。然而，上述材料作为活性层时，不是其价格昂贵，难于推广，就是其活性层与基底粘附性能差，容易脱落。此外由于在氯碱工业的电解工艺中，阴极工作环境恶劣，高温、浓碱、杂质干扰、大量氢气冲刷、断电反电流冲击等，都可能导致电极活性下降甚至丧失。 

作为工业电解用的活性阴极，不仅要求有良好的催化活性，而且要求有较强的抗反电流性能和抗杂质性能，在高温浓碱和大量氢气冲刷下保持结构和性能的稳定性。因而，有必要开发研究新的活性阴极。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种具有良好催化活性且高强度、结构稳定的活性阴极的制造方法。 

本发明提供的一种活性阴极的制造方法，包括如下步骤： 

提供导电基底； 

在所述导电基底外表面上形成镍预镀层； 

在所述镍预镀层外表面上形成镍复合镀层。 

可选的，在形成镍预镀层之前还包括对所述导电基底进行预处理的步骤。 

可选的，所述导电基底为铁片，所述预处理的步骤包括用除油液除油的步骤和用含乌洛托品的稀盐酸溶液除锈处理的步骤。 

可选的，所述形成镍预镀层的工艺为电镀；且该步骤中，使用镍板作为阳极，导电基底作为阴极，镀液中包含硫酸镍、氯化钠和硼酸盐。 

可选的，所述形成镍预镀层的电镀时间为10至20分钟。 

可选的，所述形成镍复合镀层步骤包括依次执行的在原预镀层的电镀液中加入镍粉浸泡活化的步骤、用硫酸溶液调节pH值的步骤及执行电镀的步骤。 

可选的，所述复合电镀层的中加入的镍粉粒度不小于350目。 

可选的，在复合电镀层的电镀过程还包括用气体对镀液搅拌的步骤。 

优选的，还包括在所述镍复合镀层外表面上形成镍钼合金活性层的步骤。 

优选的，形成镍钼合金活性层的步骤包括：对形成复合电镀层的导电基底用水冲洗的步骤以及将导电基底植入包含硫酸镍、钼酸钠和柠檬酸的镀液中执行电镀的步骤。 

与现有技术相比，本发明具有以下优点：本发明方法包括在导电基底上先形成镍预镀层，然后再在镍预镀层上形成镍复合镀层；致密的镍预镀层可以对基体进行有效保护，有效提高其耐腐蚀性，而通过复合镀镍则可以使得该活性电极的表面积增大；本发明的方法不但使得镀层与基底结合紧密，耐冲刷、耐 腐蚀性也大大增强，而且使得电极的活性得以提高；