Новые электродные материалы с высоким кислородным перенапряжением

Казахский национальный университет имени аль-Фараби, Алматы, Казахстан

В качестве анода для получения пероксодисерной кислоты может быть использован золотой электрод [1]. Однако, из-за высокой стоимости материала, золото было вытеснено более эффективными анодными материалами, такими как платина, стеклоуглерод, магнетит [2]. Перспектива замены золота на электрод, состоящий из коррозионностойкой подложки покрытой золотом, дает возможность его использования в электрохимических производствах. В качестве коррозионностойкой подложки был выбран титан [3]. Процесс золочения титана, в нашем случае, проводился в гексациано-(II)ферратном электролите золочения.

Для получения равномерного золотого покрытия была проведена оптимизация условий электролиза путем варьирования следующих параметров: температура, плотность катодного тока, время электролиза, pH раствора. При оптимизированных условиях осаждения были получены два вида электродов с различной толщиной покрытия 5 и 1 мкм.

В качестве сравнительной характеристики для определения наиболее подходящего электрода для синтеза пероксодисерной кислоты было предложено использовать перенапряжение выделения кислорода, значение которого в данном случае должно быть возможно большим. Метод определения перенапряжения выделения кислорода был отработан в растворе КОН концентрацией 1 Н на платиновом электроде.

Перенапряжение выделения кислорода на электроде с более толстым слоем в растворе 6 М серной кислоты при плотности тока 0,1 А/см² составило 1,88 В. Данное значение практически соответствует значению перенапряжения выделения кислорода на чистом золотом электроде, которое при данной плотности тока составляет 1,78 В. Значение перенапряжения выделения кислорода на электроде с более тонким слоем покрытия составило 1,94 В.

Было определено, что значение перенапряжения выделения кислорода на электроде с тонким покрытием больше чем для чистого золотого электрода и электрода с более толстым покрытием.  Причем срок службы электрода с более тонким покрытием в растворе 6 М серной кислоты намного больше, чем для электрода с более толстым покрытием.

Литература

1. Андреев И. Н. Введение в электрохимические технологии. – Казань, 2006. С. 79.
2. Якименко Л. М. Электродные материалы в прикладной элеткрохимии. – М. Химия, 1977. С 264
3. Якименко Л. М. Производство хлора, каустичекой соды и неорганических хлорпродуктов.  – М. Химия, 1974. С 600