[发明专利]生氧电极及其制备方法

说明书

本发明涉及一种新型的生氧电极及其制备方法，更具体地说，本发明涉及这样一种电极及其制备方法，这种电极在电解氧化水溶液阳极上生氧时具有很好的耐用性和低氧超电压。

在电解工业中，广泛应用的一种传统类型的金属电极通常包括在由钛金属制成的导电的底金属上涂覆铅族金属或其氧化物的涂层制备的那些电极。

例如，在用电解盐水的方法产生氯时做为阳极的电极通常是在底金属钛上涂覆由钌和钛的混合氧化物或钌和锡的混合氧化物构成的涂层制备的（参见日本专利公开46-21884，48-3954和50-11330）。

除了上面提到的电解盐水（氯是电解产物）的过程外，在电解工业中还存在许多在电极上产生氧的电解过程。这些产生氧的电解方法包括废酸，碱或盐的回收，铜和锌等的电解冶炼，金属涂覆，阴极防腐等等。

在这些产生氧的电解过程中所需的电极与用于产生氯的电解过程中的电极是完全不同的。当在电解中用产生氯的电极（如上面提到的以钛为基体具有钌和钛的氧化物或钌和锡的氧化混合物涂层的电极）用于产生氧的电解过程时，由于电极被迅速腐蚀使得电解难以长时间持续。也就是说，对于特定的电解过程其电极也必须是特殊制备的。在产生氧的电解中广泛应用的电极是铅基电极及可溶性锌阳极，此外，已知的其它可使用的电极还包括以氧化铱和铂基的电极，氧化铱和氧化锡基电极、镀有铂的钛电极等等。

这些传统的电极由于存在因产生氧的电解过程的类型不同而引起的问题，因此不能总是令人十分满意的。例如，当可溶性锌阳极用于镀锌时，由于阳极消耗得如此之快以致于不得不频繁调整电极的距离。

当使用铅基非溶性电极用于上述用途时，少量的铅会溶于电解溶液中而影响镀层质量。当镀铂钛电极用于所谓的在高电流密度（100A/dm²或更高）下高速镀锌工艺时也容易被迅速消耗。

于是，在电极的生产制造技术中的一个重要的技术课题就是研制一种适于生氧电解过程的电极，这种电极可以在各种电解过程中通用并能克服上述的缺点。

另一方面，当用具有涂层的钛基电极进行产生氧的电解过程时，这种情况并不少见或者说很常见。即在底金属表面与涂层之间形成一个氧化钛的中间层，使阳极电势逐渐增加并最终引起涂层的脱落使基体表面处于惰性状态。为了事先在基体表面与涂层之间提供一个合适的中间层以避免后来形成氧化钛层，人们提出了许多方案并进行许多尝试（参见日本专利公开60-21232和60-22074和日本专利公开57-116786和60-184690）。

上面介绍的具有中间层的电极应用于高电流密度电解过程时，并没有予期的那么有效，因为这种中间层的导电率通常比外敷层的导电率低。

还提出过一种提供通过在非贵重金属氧化物基质中参入铂形成的中间层（参见日本专利公开60-184691）或提供由阀金属如钛、锆、钽和铌和贵重金属的氧化物形成的中间层（参见日本专利公开57-73193）。这些电极也并非十分优越，因为铂本身在前一类型中不具有很高的阻蚀性能，或后一类型中的阀金属氧化物和它们的组合量也有其固有的限制。

此外，日本专利公开56-123388和56-123389提供了一种在导电底电属上具有由氧化铱和氧化钽的下部涂层和二氧化铅外敷层的电极。这种电极中的下部涂层主要是用来提高底金属表面与二氧化铅外敷层之间粘结度并取得防止存在细孔而被腐蚀的效果。当这种电极用于产生氧的电解过程时，因为不能有效防止氧化钛的构成及电解液中不可避免的铅污染而存在许多缺点。

发明者还曾经提出了一种改进了的生氧电极，这种电极的导电底金属（如钛金属）上具有一个由氧化铱与氧化钽按特定的摩尔比复合形成的下部涂层和在其上形成一个氧化铱的外敷层（参见日本专利公开63235493）。但是，这种具有双层涂层的电极虽然电极的耐用性有所改进但就其氧超压而论因不能低到预期的400mv或更低的值而不能令人十分满意。后来，发明者又提出了一种具有在导电基体上由氧化铱，氧化钽和铂金属按特定的摩尔（克分子）比形成的三元复合涂层（参见日本专利公开1-301876）。这种电极的性能的确比前述的双重复合涂层电极优越，如果不是因为铂金属较为昂贵的话是能令人满意的。

于是，本发明的目的就是提供一种新型和改进的适合于生氧电解过程并不存在前面描述的现有技术中电极的问题和缺点的电极。更具体地说，本发明的目的就是提供一种由导电金属做基体（如钛）并在其上提供一种基本上由氧化铱和氧化钽构成的涂层的电极。

本发明的电极适用于产生氧的电解过程，该电极是一个整体，包括：

（A）由金属制成的导电基体，该金属最好采用钛;