[发明专利]一种惰性阳极及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于电解领域，尤其涉及一种惰性阳极及其制备方法。

背景技术

惰性阳极在熔盐电解生产金属(例如电解法生产铝或硅)和电化学研究中应用广泛，是指在电解过程中不参与电化学反应的电极，如金属Pt。金属Pt具有良好的化学惰性、优异的导电性和可加工性，广泛应用于电解的研究过程，是理想的惰性阳极材料，但由于其价格昂贵，无法在工业上获得应用。为了得到廉价的惰性阳极，研究人员相继研制出金属、金属陶瓷、碳和金属氧化物陶瓷等惰性阳极材料。

金属惰性阳极材料大多是抗高温氧化的合金，大部分是以金属Cu、Ni为基，是在合金中添加诸如铝的合金元素，在电解反应过程中生成动态的氧化铝保护层，防止电极的进一步氧化腐蚀。但是，金属的腐蚀速度与温度的关系较大，金属阳极不能适应温度急剧变化的电解情况。

材料碳阳极的导电和耐腐蚀性好，但是在电解过程中碳被消耗掉，同时产生阳极气体CO₂，维护成本很高。

金属陶瓷是相对较好的惰性阳极材料，它不仅具有陶瓷的强耐腐蚀性，而且兼有金属的导电导热性。几乎所有金属陶瓷都以金属氧化物陶瓷相为基体，少量金属相分散于陶瓷相中，但是这类阳极材料明显带有陶瓷的固有缺陷：与电源导杆连接困难、难以大型化等问题。

金属氧化物陶瓷作为惰性阳极的材料，其优点是较好的抗氧化性、抗腐蚀性，存在的主要问题是机械强度和导电性差，难以满足熔盐电解生产金属和电化学研究的需要。

发明内容

为了解决金属氧化物陶瓷作为惰性阳极的材料时其导电性较差的技术问题，本发明首先提供一种惰性阳极，包括主体氧化物和添加剂，所述主体氧化物包括氧化镍和氧化铁，所述添加剂选自氧化锰、氧化钛、氧化锡、氧化锌、氧化锆、氧化铝中的至少两种，且所述添加剂的质量占主体氧化物质量的0.1～1wt％。

为了解决金属氧化物陶瓷作为惰性阳极的材料时其导电性较差的技术问题，本发明还提供一种惰性阳极的制备方法，包括如下步骤：将主体氧化物、添加剂、粘结剂混合后成型成惰性阳极毛胚，然后烧结，得到惰性阳极；主体氧化物包括氧化镍和氧化铁，添加剂包括选自氧化锰、氧化钛、氧化锡、氧化锌、氧化锆、氧化铝中的至少两种，添加剂的质量占主体氧化物质量的0.1～1wt％。

使用本发明提供的方法和惰性阳极较好的解决了现有的金属氧化物陶瓷用作惰性阳极时电导率较低的技术问题，使电导率平均提高约8.4S/cm。另外，其腐蚀速率也有降低：腐蚀速率平均降低约0.0015g/hcm²。

附图说明

图1是本发明提供的惰性电极生产方法的工艺流程图

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明具体实施方式首先提供一种惰性阳极，包括主体氧化物和添加剂，所述主体氧化物包括氧化镍(NiO)和氧化铁(Fe₂O₃)，所述添加剂选自氧化锰(MnO₂)、氧化钛(TiO₂)、氧化锡(SnO₂)、氧化锌(ZnO)、氧化锆(ZrO₂)、氧化铝(Al₂O₃)中的至少两种，且所述添加剂的质量占主体氧化物质量的0.1～1wt％。