制造电解用电极的方法技术

本发明专利技术涉及一种制造电解用电极的方法，该方法在涂料组合物中使用尿素和十八烷胺两者以改善制造的电解用电极的耐久性和性能。以改善制造的电解用电极的耐久性和性能。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】制造电解用电极的方法


[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2020年11月24日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10
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2020
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0159200的权益，该专利申请的公开内容通过引用全部并入本说明书中。
[0003]

[0004]本专利技术涉及一种制造表现出低的过电压性能并且具有优异的耐久性的电解用电极的方法。

技术介绍

[0005]通过电解低成本的盐水如海水来生产氢氧化物、氢气和氯气的技术是公知的。这种电解工艺也被称为氯碱工艺，其性能和可靠性通过数十年的商业运行已经得到证实。
[0006]作为电解盐水的方法，目前最广泛使用的是离子交换膜法，其中，将离子交换膜安装在电解槽内部以将电解槽分为阳离子室和阴离子室，并且使用盐水作为电解液以从阳极得到氯气并从阴极得到氢气和苛性钠。
[0007]同时，盐水的电解过程通过如下面电化学反应式中所示的反应实现。
[0008]阳极中的反应：2Cl
‑
→
Cl2+2e
‑
(E0＝+1.36V)
[0009]阴极中的反应：2H2O+2e
‑
→
2OH
‑
+H2(E0＝
‑
0.83V)
[0010]总反应：2Cl
‑
+2H2O
‑→
2OH
‑
+Cl2+H2(E0＝
‑
2.19V)r/>[0011]在进行盐水的电解时，必须考虑盐水电解理论上所需要的电压、阳极的过电压、阴极的过电压、离子交换膜的电阻引起的电压、以及由阳极与阴极之间的距离引起的电压来确定电解电压。在上述电压中，电极的过电压充当重要的变量。
[0012]因此，已经研究能够降低电极的过电压的方法，具体地，关于如何构造电极涂层的组分、以及在电极的制造过程中使用什么涂料组合物和在什么条件下形成涂层以制造优异的电极已经积极地进行了研究。
[0013]现有技术文献
[0014](专利文献1)JP2003
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277967A

技术实现思路

[0015]技术问题
[0016]本专利技术的一个方面提供一种制造电解用电极的方法，该方法能够通过优化在用于形成涂层的涂料组合物中使用的稳定剂的类型和比例来改善最终制造的电解用电极的耐久性和过电压性能。
[0017]技术方案
[0018]根据本专利技术的一个方面，提供一种制造电解用电极的方法。
[0019](1)本专利技术提供一种制造电解用电极的方法，所述方法包括：在金属基底的至少一个表面上涂布涂料组合物；和对涂布有所述涂料组合物的金属基底进行干燥和热处理以形
成涂层，其中，所述涂料组合物包含钌前体和稳定剂，其中，所述稳定剂包含尿素和十八烷胺。
[0020](2)在上面(1)中，本专利技术提供一种制造电解用电极的方法，其中，尿素和十八烷胺以90∶10至10∶90的摩尔比被包含。
[0021](3)在上面(1)或(2)中，本专利技术提供一种制造电解用电极的方法，其中，尿素和十八烷胺以80∶20至60∶40的摩尔比被包含。
[0022](4)在上面(1)至(3)的任意一个中，本专利技术提供一种制造电解用电极的方法，其中，所述钌前体和所述稳定剂以100∶20至100∶40的摩尔比被包含。
[0023](5)在上面(1)至(4)的任意一个中，本专利技术提供一种制造电解用电极的方法，其中，所述涂料组合物还包含铈前体。
[0024](6)在上面(1)至(5)的任意一个中，本专利技术提供一种制造电解用电极的方法，其中，所述涂料组合物还包含铂前体。
[0025](7)在上面(1)至(6)的任意一个中，本专利技术提供一种制造电解用电极的方法，其中，所述涂料组合物的溶剂是异丙醇与2
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丁氧基乙醇的混合物。
[0026](8)在上面(1)至(7)的任意一个中，本专利技术提供一种制造电解用电极的方法，其中，重复进行涂布、干燥和热处理，使得所述电解用电极的每单位面积的钌氧化物的含量为7g/m2以上。
[0027](9)在上面(1)至(8)的任意一个中，本专利技术提供一种制造电解用电极的方法，其中，所述干燥在50℃至300℃下进行5分钟至60分钟。
[0028](10)在上面(1)至(9)的任意一个中，本专利技术提供一种制造电解用电极的方法，其中，所述热处理在400℃至600℃下进行1小时以下。
[0029]有益效果
[0030]通过本专利技术的制造方法制造的电解用电极可以表现出低的过电压和优异的耐久性。
具体实施方式
[0031]下文中，将更详细地描述本专利技术。
[0032]应当理解的是，本专利技术的本说明书和权利要求书中使用的词语或术语不应理解为局限于具有在常用字典中定义的含义。还应当理解的是，词语或术语应当基于专利技术人可以适当地定义词语或术语的含义以便最好地说明专利技术的原则，理解为具有与它们在相关技术的背景中和本专利技术的技术构思中的含义一致的含义。
[0033]制造电解用电极的方法
[0034]对在电解过程中降低电极的过电压的研究已经持续进行，并且作为努力的一部分，正在积极进行对通过将各种组分加入到用于形成涂层的涂料组合物中来稳定地形成涂层的方法的研究。作为一个典型实例，已知当将具有氨基的化合物加入到涂料组合物中时，可以优化要形成的涂层的结构以改善最终制造的电解用电极的性能。然而，即使当使用具有氨基的化合物时，根据化合物的具体化学结构或具体物理/化学性能，制造过程中使用的方法或最终制造的电解用电极的性能会不同。
[0035]因此，本专利技术的专利技术人进行了研究以开发一种涂料组合物添加剂，在电极的过电
压性能和耐久性方面，可以使要制造的电极的性能最大化，并且得出本专利技术作为研究的结果。
[0036]具体地，本专利技术提供一种制造电解用电极的方法，该方法包括：在金属基底的至少一个表面上涂布涂料组合物；和对涂布有所述涂料组合物的金属基底进行干燥和热处理以形成涂层，其中，所述涂料组合物包含钌前体和稳定剂，其中，所述稳定剂包含尿素和十八烷胺。
[0037]在本专利技术的制造电解用电极的方法中，要涂布涂料组合物的金属基底可以是镍、钛、钽、铝、铪、锆、钼、钨、不锈钢或它们的合金，其中，优选镍。此外，所述金属基底可以是网状或膨胀金属的形式。当使用满足上述条件的金属基底时，最终制造的电解用电极的耐久性可以优异，并且电解性能也可以优异。
[0038]在本专利技术的制造电解用电极的方法中，用于形成涂层的涂料组合物包含钌前体和稳定剂。钌前体用于形成涂层中的钌氧化物，并且可以是钌的水合物、氢氧化物、卤化物或氧化物，可以是，具体地，选自六氟化钌(RuF6)、氯化钌(III)(RuCl3)、氯化钌(III)水合物(RuCl3·
xH2O)、溴化钌(III)(RuBr3)、溴化钌(I本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种制造电解用电极的方法，该方法包括：在金属基底的至少一个表面上涂布涂料组合物；和对涂布有所述涂料组合物的金属基底进行干燥和热处理以形成涂层，其中，所述涂料组合物包含钌前体和稳定剂，其中，所述稳定剂包含尿素和十八烷胺。2.根据权利要求1所述的方法，其中，尿素和十八烷胺以90∶10至10∶90的摩尔比被包含。3.根据权利要求2所述的方法，其中，尿素和十八烷胺以80∶20至60∶40的摩尔比被包含。4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述钌前体和所述稳定剂以100∶20至100∶40的摩尔比被包含。5.根据权利要求1所述的方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：金明勋，严熙骏，李东哲，
申请(专利权)人：株式会社LG化学，
类型：发明
国别省市：