專利名稱：耗氧電極及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種耗氧電極，更具體而言，涉及用于氯堿電解中的耗氧電極，其包含基于銀的新型催化劑涂層和細(xì)分散的氧化銀，以及涉及一種電解裝置。本發(fā)明還涉及所述耗氧電極的制備方法及其在氯堿電解或燃料電池技術(shù)中的用途。
背景技術(shù)：
本發(fā)明從本身已知的耗氧電極出發(fā)，這些本身已知的耗氧電極以氣體擴(kuò)散電極的形式并通常包括導(dǎo)電載體和包含催化活性組分的氣體擴(kuò)散層。
針對工業(yè)規(guī)模上電解槽(electrolysis cell)中耗氧電極的制備和運行的各種建議原則上是現(xiàn)有技術(shù)中已知的?；舅悸肥怯煤难蹼姌O(陰極)代替電解中(例如氯堿電解中)的析氫陰極?？赡艿碾姵卦O(shè)計和解決方案的概述可見于Moussallem等人的出版物 “Chlor-Alkali Electrolysis with Oxygen Depolarized Cathodes (米用氧去極化陰極的氯喊電解)History, Present Status and Future Prospects，，，J. App1. Electrochem. 38 (2008) 1177-1194 中。
耗氧電極，下文也簡稱OCE (Oxygen-consuming Electrode),為了能用于工業(yè)電解器中必須要滿足一系列要求。例如，所用的催化劑和所有其他材料在通常80-90°C的溫度下對于約32重量％的氫氧化鈉溶液和對于純氧得是化學(xué)穩(wěn)定的。類似地，需要高度的機(jī)械穩(wěn)定性，因為所述電極安裝并運行在面積大小通常超過2m2的電解器(工業(yè)規(guī)模) 中。其他性質(zhì)有電催化劑的高導(dǎo)電性、低層厚、高的內(nèi)表面積和高的電化學(xué)活性。傳導(dǎo)氣體和電解質(zhì)用的合適的疏水和親水孔隙及相應(yīng)的孔隙結(jié)構(gòu)同樣是需要的，正是該不透過性 (imperviosity)使得氣體和液體空間保持 彼此分開。長期穩(wěn)定性和低的生產(chǎn)成本是對于工業(yè)上可使用的耗氧電極的又一特定要求。
耗氧電極通常由載體元件(例如多孔金屬板或金屬絲網(wǎng))和電化學(xué)活性涂層組成。電化學(xué)活性涂層是多微孔的并由親水和疏水成分組成。疏水成分使得電解質(zhì)難以穿透并因此保持相應(yīng)的孔隙不被堵塞以便向催化活性位點輸運氧。親水成分使得電解質(zhì)穿透至催化活性位點并使得氫氧根離子被輸運走。使用的疏水組分通常為氟化聚合物如聚四氟乙烯(PTFE)，其還充當(dāng)催化劑的聚合型粘結(jié)劑。在具有銀催化劑的電極情況下，銀充當(dāng)親水組分。在碳載催化劑的情況下，使用的載體為具有親水孔隙的碳，液體可通過這些親水孔隙輸運。
氧在其中氣相、液相和固體催化劑相接觸的三相區(qū)中被還原。
氣體通過疏水基質(zhì)中的孔隙輸運。親水孔隙被液體所填充；水被輸運至催化位點而氫氧根離子通過這些孔隙自催化位點被輸運走。由于氧僅以有限的程度溶解在水相中， 故必須有足夠的無水孔隙可用以輸運氧。
已有大量的化合物被描述為還原氧的催化劑。
例如，有報道使用鈀、釕、金、鎳、過渡金屬的氧化物和硫化物、金屬卟啉和酞菁、以及鈣鈦礦作為耗氧電極的催化劑。
但是，作為在堿性溶液中還原氧的催化劑，僅鉬和銀已獲得現(xiàn)實意義。
鉬對氧的還原具有非常高的催化活性。由于鉬的成本高，故其只以負(fù)載形式使用。 一種已知并經(jīng)證實的載體材料為碳。碳向鉬催化劑傳導(dǎo)電流。碳顆粒中的孔隙可通過碳表面的氧化而親水化，結(jié)果變得適于輸運水。但碳載鉬電極在長期運行中的穩(wěn)定性不夠，這很可能是因為鉬還催化載體材料的氧化。載體材料的氧化將導(dǎo)致電極機(jī)械穩(wěn)定性的損失。
銀同樣對氧的還原具有高催化活性。
根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，銀也可與作為載體的碳一起使用，并也可以細(xì)分散的金屬銀的形式使用。
包含碳載銀的OCE的銀濃度通常為20_50g/m2。即使碳載銀催化劑從根本上比相應(yīng)的鉬催化劑更耐久，在氯堿電解的條件下的長期穩(wěn)定性也是有限的。
本發(fā)明的一個目的是提供一種耗氧電極，更具體而言，用于氯堿電解中的耗氧電極，其中使用氧化銀，其可實現(xiàn)氯堿電解中較低的工作電壓，本發(fā)明還提供克服前述缺點的制備方法。
已令人意外地發(fā)現(xiàn)，使用氧化銀作為氣體擴(kuò)散電極中的催化活性材料使得氯堿電解中的槽電壓(cell voltage)較低,所述材料通過以下步驟制備(1)在NaOH水溶液中沉淀氧化銀(這包括使用合適的攪拌器來引入限定的攪拌能， 尤其是螺旋槳攪拌器，攪拌速度為300-1000rpm ;保持pH恒定在pH 10-12范圍內(nèi)，優(yōu)選為 pH 11 ;和保持溫度在20°C至80°C、優(yōu)選30°C至70°C范圍內(nèi))，(2)過濾并洗滌濾餅(此步驟任選重復(fù)兩次或更多次。在最后一次洗滌后，再次過濾懸浮體)，(3)在干燥箱中于惰性氣體例如氮氣或稀有氣體下任選地在減壓下(5-lOOOmbar)于 80°C至200°C的溫度下干燥濾餅，并通過選定的制備方法進(jìn)一步加工所形成的氧化銀以得到 OCE。 發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個實施方案為一種制備耗氧電極的方法，所述方法包括以下步驟a)通過向接收容器中同時加入NaOH水溶液與硝酸銀溶液、使用機(jī)械攪拌器引入 O. OIff/1至10W/1的攪拌能而沉淀氧化銀，在此過程中，使pH保持恒定在pH 10-12范圍內(nèi)并使溫度保持在20°C至80°C范圍內(nèi)，b)從懸浮體除去自步驟a)沉淀出的氧化銀，c)在80°C至20(TC的溫度下、任選地在減壓下及任選地在惰性氣體氣氛下干燥氧化銀，d)用導(dǎo)電性載體材料、包含銀顆粒的催化劑和細(xì)分散的氟化聚合物進(jìn)一步加工所得的氧化銀以得到扁平耗氧電極。
本發(fā)明的另一個實施方案為上述方法，其中所述能通過螺旋槳攪拌器引入步驟a) 中。
本發(fā)明的另一個實施方案為上述方法，其中步驟a)中的能輸入為每kg沉淀產(chǎn)物 O. 01-lkWh。
本發(fā)明的另一個實施方案為上述方法，其中步驟a)中的混合物的pH保持在10. 5-11. 5 范圍內(nèi)。
本發(fā)明的另一個實施方案為上述方法，其中步驟a)中的混合物的溫度保持在 30°C至70°C范圍內(nèi)。
本發(fā)明的另一個實施方案為上述方法，其中來自步驟c)的氧化銀的d90小于 13μιη0
本發(fā)明的另一個實施方案為上述方法，其中在所述進(jìn)一步加工步驟d)中使用 O. 5-20重量份氟化聚合物、1-20重量份以銀顆粒形式的銀和60-98. 5重量份以氧化銀顆粒形式的氧化銀。
本發(fā)明的另一個實施方案為上述方法，其中在所述進(jìn)一步加工步驟d)中采用干法制備。
本發(fā)明的又一個實施方案為一種耗氧電極，所述耗氧電極包含導(dǎo)電性載體、電接觸位點和包含催化活性組分的氣體擴(kuò)散層，其中所述氣體擴(kuò)散層包含至少一種氟化聚合物、以銀顆粒形式的銀和以氧化銀顆粒形式的氧化銀，其中所述耗氧電極通過上述方法制備。
本發(fā)明的另一個實施方案為上述耗氧電極，其中所述耗氧電極包含d90小于13Mm 的氧化銀顆粒。
本發(fā)明的又一個實施方案為一種用于電解堿金屬氯化物的電解槽，其中所述電解槽包含上述耗氧電極作為陰極。
本發(fā)明的另一個實施方案為上述方法，其中所述攪拌能在O. 05W/1至5W/1范圍內(nèi)且來自步驟a)的沉淀出的氧化銀通過一次或多次過濾懸浮體并洗滌氧化銀而從懸浮體除 去。
本發(fā)明的另一個實施方案為上述方法，其中所述攪拌能在O. 1-2W/1范圍內(nèi)。
本發(fā)明的另一個實施方案為上述方法，其中所述螺旋槳攪拌器用300-1000rpm的攪拌器速度驅(qū)動。
本發(fā)明的另一個實施方案為上述方法，其中在所述進(jìn)一步加工步驟d)中使用 2-10重量份氟化聚合物、2-10重量份以銀顆粒形式的銀和70-95重量份以氧化銀顆粒形式的氧化銀。
本發(fā)明的另一個實施方案為上述方法，其中在所述進(jìn)一步加工步驟d)中采用干法制備，做法是壓制氧化銀、包含銀顆粒的催化劑和細(xì)分散的氟化聚合物的粉狀混合物與導(dǎo)電性載體材料來得到扁平耗氧電極。
本發(fā)明的另一個實施方案為上述電解槽，其中所述堿金屬氯化物選自氯化鈉、氯化鉀以及它們的混合物。
本發(fā)明的另一個實施方案為上述電解槽，其中所述堿金屬氯化物為氯化鈉。
具體實施方式
本發(fā)明提供了一種制備耗氧電極的方法，所述方法包括以下步驟a)通過向接收容器中同時加入NaOH水溶液與硝酸銀溶液、使用機(jī)械攪拌器引入O.OIff/1至10W/1、優(yōu)選O. 05W/1至5W/1、更優(yōu)選O.1ff/1至2W/1的攪拌能而沉淀氧化銀，在此過程中，使PH保持恒定在pH 10-12范圍內(nèi)并使溫度保持在20°C至80°C范圍內(nèi)，b)從懸浮體除去自步驟a)沉淀出的氧化銀，更具體而言，通過一次或多次過濾懸浮體并洗滌氧化銀來除去，c)在80°C至200°C的溫度下、任選地在惰性氣體氣氛下和/或在減壓下干燥氧化銀，d)用導(dǎo)電性載體材料、包含銀顆粒的催化劑和細(xì)分散的氟化聚合物進(jìn)一步加工所得的氧化銀以得到扁平耗氧電極。
合適的惰性氣體例如有氮氣或稀有氣體。
優(yōu)選其中來自步驟c)的氧化銀的d90小于13ΜΠ1的方法。本發(fā)明還提供了一種至少包含導(dǎo)電性載體、電接觸位點和包含催化活性組分的氣體擴(kuò)散層的耗氧電極，其中所述氣體擴(kuò)散層包含至少一種氟化聚合物、以銀顆粒形式的銀和根據(jù)本發(fā)明的方法產(chǎn)生的以氧化銀顆粒形式的氧化銀。
有利地，所述能優(yōu)選通過螺旋槳攪拌器引入步驟a)中，所述螺旋槳攪拌器優(yōu)選用 300-1000rpm的攪拌器速度驅(qū)動。
尤其優(yōu)選地，步驟a)中的能輸入為每kg沉淀產(chǎn)物O. 01-lkWh。
本發(fā)明的新方法的一種優(yōu)選的變體的特征在于步驟a)中的混合物保持在pH 10. 5-11. 5 范圍內(nèi)。
在本發(fā)明的又一個優(yōu)選的實施方案中，步驟a)中的混合物的溫度保持在30°C至 70°C范圍內(nèi)。
特別優(yōu)選以使得來自步驟c)的氧化銀的d90小于13ΜΠ1的方式進(jìn)行所述方法。
也優(yōu)選特征在于其包含d90小于13μπι的氧化銀顆粒的耗氧電極。
本發(fā)明的新方法的又一特別優(yōu)選的型式的特征在于，在所述進(jìn)一步加工步驟d) 中使用O. 5-20重量份且優(yōu)選2-10重量份氟化聚合物、1-20重量份且優(yōu)選2_10重量份以銀顆粒形式的銀和60-98. 5重量份且優(yōu)選70-95重量份以氧化銀顆粒形式的氧化銀。
優(yōu)選使用非負(fù)載的銀作為催化劑。在OCE包含由非負(fù)載的金屬銀制成的催化劑的情況下，自然沒有因催化劑載體的分解所致的穩(wěn)定性問題。
在制備包含非負(fù)載的銀催化劑的OCE的情況下，銀優(yōu)選至少部分地以氧化銀的形式引入，其然后被還原成金屬銀。銀化合物的還原還使得晶體的排列發(fā)生變化，更具體而言，還使得在單個銀顆粒之間形成橋。這導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的全面固結(jié)。
包含銀催化劑的耗氧電極的制備原則上可分成濕法制備和干法制備。
在干法中，將催化劑與聚合物組分(通常為PTFE)的混合物磨成細(xì)顆粒，隨后將這些細(xì)顆粒分布在導(dǎo)電性載體元件上并于室溫下壓制。這樣的方法在例如EP 1728896 A2中有述。
在濕法制備中，使用由催化劑和聚合物組分在水或其他液體中組成的漿狀物或懸浮體。在制備懸浮體的過程中，可加入表面活性物質(zhì)以提高其穩(wěn)定性。隨后通過絲網(wǎng)印刷或壓延向載體施用漿狀物，而較低粘性的懸浮體通常是噴射在載體上。干燥并燒結(jié)施加了漿狀物或懸浮體的載體。燒結(jié)在聚合物的熔點區(qū)域的溫度下進(jìn)行。此外，在燒結(jié)后，也可在比室溫高的溫度(至高到聚合物的熔點、軟化點或分解點)下固結(jié)0CC。
將通過這些方法產(chǎn)生的電極結(jié)合到電解器中而不事先還原銀氧化物。銀氧化物在電解器已被填充了電解質(zhì)之后在電解電流的作用下還原為金屬銀。
多種出版物描述了使用硝酸銀和氫氧化鈉溶液基于沉淀制備氧化銀。例如，US771872B2描述了氧化銀粉的制備及氧化銀粉在紐扣電池中的用途。這里，所述方法基本由4步組成在混合硝酸銀水溶液與氫氧化鈉溶液的同時沉淀，隨后長時間攪拌至少 30min (在具有最佳性能的實施例的情況下，甚至12小時)，過濾該懸浮體并隨后于高溫減壓下干燥。如此產(chǎn)生的粉末的d50值介于l-500Mm之間，BET表面積小于5m2/g。這種制備方法的缺點在于特別長的后續(xù)攪拌期，在工業(yè)規(guī)模上的制備過程中，這將大大延長制備時間。 又一缺點在于，在這樣的長的后續(xù)攪拌期內(nèi)，單個顆?？赡芫劢Y(jié)，這可能導(dǎo)致大直徑(高于 50Mm)的顆粒，而可能在后續(xù)的進(jìn)一步加工(例如如EP1728896中所述通過輥壓制備OCE的方法)中導(dǎo)致過高的壓制力。
US20050050990描述了制備細(xì)氧化銀顆粒的不同方法，其中要么在沉淀過程中加入了分散劑要么將用于沉淀的氫氧化鈉溶液和硝酸銀溶液同時計量加入氫氧化鈉溶液的初始進(jìn)料中。在這些情況下，在沉淀、過濾并干燥后使粉末再經(jīng)受濕磨。這樣得到d50小于 3Mm、d90小于8Mm、BET表面積高于O. 9m2/g的氧化銀顆粒。與本專利中描述的方法相比， 所提到的兩種方法均具有缺點。在第一種方法中，另外加入了分散劑，后來這得再除去；在第二種方法中，兩種溶液的計量加入得是同時的，相當(dāng)于增大了計量復(fù)雜性的程度。此外， 濕磨法還涉及額外的工序。
在這里及后文中，d50指粒度分布中50%的所有被測顆粒直徑位于其之下的基于體積的粒度分布的直徑。通常，粒度分布通過激光衍射分光計(例如MS 2000 Hydro S)確定。在測定過程中，粉末通常以分散在水中并添加了表面活性劑如Tween 80的分散體的形式。分散操作通常通過持續(xù)15-300S的超聲處理進(jìn)行。表述d90類似地對應(yīng)于粒度分布中 90%的所有被測顆粒的直徑位于其之下的基于體積的粒度分布的直徑。
此外，在這里及后文中，BET表面積指按DIN ISO 9277測得的固體比表面積，單位為 m2/g。
含氧化銀的耗氧電極具體而言通過例如本身已知的上述技術(shù)以濕法或干法制備。 這里優(yōu)選使用干法制備，因為這種方法不需要中間燒結(jié)步驟。
在本發(fā)明的一個特別有利的型式中，所述新方法構(gòu)造成在進(jìn)一步加工步驟d)中采用干法制備，更特別是通過壓制氧化銀、包含銀顆粒的催化劑和細(xì)分散的氟化聚合物的粉狀混合物與導(dǎo)電性載體材料來得到扁平耗氧電極?！?br> 本發(fā)明還提供了一種至少包含導(dǎo)電性載體、電接觸位點和包含催化活性組分的氣體擴(kuò)散層的耗氧電極，其中所述氣體擴(kuò)散層包含至少一種氟化聚合物、以銀顆粒形式的銀和如上所述根據(jù)本發(fā)明的新方法產(chǎn)生的以氧化銀顆粒形式的氧化銀。
所述耗氧電極的組成優(yōu)選包含O. 5-20重量份且優(yōu)選2-10重量份氟化聚合物、1-20重量份且優(yōu)選2-10重量份以銀顆粒形式的銀和60-98. 5重量份且優(yōu)選70-95重量份如上所述以氧化銀顆粒形式的氧化銀。
所述新型耗氧電極的一種優(yōu)選型式的特征在于其包含d90小于13ΜΠ1的氧化銀顆粒。
所述新型耗氧電極優(yōu)選被連接為尤其是用于電解堿金屬氯化物的電解槽中的陰極，所述堿金屬氯化物優(yōu)選氯化鈉或氯化鉀，更優(yōu)選氯化鈉。
或者，所述耗氧電極可優(yōu)選被連接為燃料電池中的陰極。
本發(fā)明因此還提供了所述新型耗氧電極用于在堿性條件下還原氧的用途，尤其是在堿性燃料電池中，用于飲用水處理中，例如用于制備次氯酸鈉，或用于氯堿電解中，尤其是用于LiCl、KCl或NaCl的電解。
所述新型OCE更優(yōu)選用在氯堿電解中，這里尤其是用于氯化鈉(NaCl)電解中。
本發(fā)明因此還提供了一種用于電解堿金屬氯化物、優(yōu)選用于電解氯化鈉或氯化鉀、更優(yōu)選用于電解氯化鈉的電解槽，其特征在于其包含如上所述的本發(fā)明耗氧電極作為陰極。
下面通過實施例來詳細(xì)說明本發(fā)明，但這些實施例不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。
上面所述的全部參考文獻(xiàn)出于全部有用目的通過引用全文結(jié)合到本文中。
雖然已示出和描述了體現(xiàn)本發(fā)明的某些特定結(jié)構(gòu)，但對于本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的是，可在不偏離本發(fā)明的原理的精神和范圍的前提下對各個部分作各種改變和重新布置，本發(fā)明不限于本文中示出和描述的特定形式。實施例
實施例1首先制備NaOH在水中的濃度為120g/l的溶液和硝酸銀在水中的濃度為2. 6mol/l的溶液。于60°C下向用螺旋槳攪拌器以SOOrpm攪拌著的間歇反應(yīng)器中計量加入這兩種起始溶液，2小時內(nèi)加完，速率使得pH保持11. 2。這里，間歇反應(yīng)器的總?cè)萘繛?. 5升?；旌衔镉谙嗤臏囟认略贁嚢?5分鐘。
隨后過濾懸浮體，反復(fù)洗滌濾餅并隨后干燥。
對于如此產(chǎn)生的粉末，在超聲處理(超聲浴中5分鐘)后，測得d90為12. 7Mm。
將O. 16kg由7重量％ Dyneon TF2053Z型PTFE粉、86重量％通過上面的制備方法制得的氧化銀(I)和7重量％ Ferro 331型銀粉的粉末混合物在IKA混合器中混合4次， 每次15秒。操作過程中粉末混合物的溫度保持低于50°C?；旌虾螅瑢Ψ勰┗旌衔镞^篩，篩目大小1. 0mm。
隨后將篩好的粉末混合物施加到絲厚O. 14mm、篩目大小為O. 5mm的鎳絲網(wǎng)上。施加用厚2mm的模板進(jìn)行，粉末用篩目大小為Imm的篩施加。突出模板厚度之上的過量的粉通過鏟削器除去。取走模板后，通過壓制力為O. 26kN/cm的輥壓機(jī)壓制施加了粉末混合物的載體。自輥壓機(jī)取走耗氧電極。
將如此產(chǎn)生的耗氧電極用在氯化鈉溶液(濃度為210g/l)的電解中，其中采用 DuPONT N982WX離子交換膜，且OCE和膜間有3mm的含氫氧化鈉溶液的間隙。電解質(zhì)溫度為90°C ;氫氧化鈉溶液濃度為32重量％。在背向含氫氧化鈉溶液的間隙的OCE —側(cè)上計量通入純度為99. 5%的氧。使用的陽極為涂布了含釕的混合稀有金屬氧化物(制造商De Zora, LZM型)的膨脹鈦金屬?；钚噪姌O基礎(chǔ)面積和膜基礎(chǔ)面積各為100cm2。氫氧化鈉溶液流量和鹽水流量各介于5-10 Ι/h之間，氧流量介于45-55 Ι/h之間。
在4kA/m2的電流密度下，測得槽電壓為2. 03V。
比較例1:標(biāo)準(zhǔn)市售氧化銀 將 O. 16kg 由 7 重量 ％ Dyneon TF2053Z 型 PTFE 粉、86 重量 ％ 來自 Umicore Brazil 的氧化銀(I)(批號1828785)和7重量％ Ferro 331型銀粉的粉末混合物在IKA混合器中混合4次，每次15秒。操作過程中粉末混合物的溫度保持低于50°C?；旌虾?，對粉末混合物過篩，篩目大小1.0mm。
隨后將篩好的粉末混合物施加到絲厚O. 14mm、篩目大小為O. 5mm的鎳絲網(wǎng)上。施加用厚2mm的模板進(jìn)行，粉末用篩目大小為Imm的篩施加。突出模板厚度之上的過量的粉通過鏟削器除去。取走模板后，通過壓制力為O. 25kN/cm的輥壓機(jī)壓制施加了粉末混合物的載體。自輥壓機(jī)取走耗氧電極。
將如此產(chǎn)生的耗氧電極用在如實施例1中所述的電解中。
在4kA/m2的電流密度下，測得槽電壓為2. 09V，這遠(yuǎn)高于實施例1中的槽電壓。
權(quán)利要求
1.一種制備耗氧電極的方法，所述方法包括以下步驟 a)通過向接收容器中同時加入NaOH水溶液與硝酸銀溶液、使用機(jī)械攪拌器引入O.OIff/1至10W/1的攪拌能而沉淀氧化銀，在此過程中，使pH保持恒定在pH 10-12范圍內(nèi)并使溫度保持在20°C至80°C范圍內(nèi)， b)從所述懸浮體除去自步驟a)沉淀出的氧化銀， c)在80°C至200°C的溫度下、任選地在減壓下及任選地在惰性氣體氣氛下干燥所述氧化銀， d)用導(dǎo)電性載體材料、包含銀顆粒的催化劑和細(xì)分散的氟化聚合物進(jìn)一步加工所得的氧化銀以得到扁平耗氧電極。
2.權(quán)利要求1的方法，其中所述能通過螺旋槳攪拌器引入步驟a)中。
3.權(quán)利要求1的方法，其中步驟a)中的能輸入為每kg沉淀產(chǎn)物O.01-lkWh。
4.權(quán)利要求1的方法，其中步驟a)中的混合物的pH保持在10.5-11. 5范圍內(nèi)。
5.權(quán)利要求1的方法，其中步驟a)中的混合物的溫度保持在30°C至70°C范圍內(nèi)。
6.權(quán)利要求1的方法，其中來自步驟c)的氧化銀的d90小于13Mm。
7.權(quán)利要求1的方法，其中在所述進(jìn)一步加工步驟d)中使用O.5-20重量份氟化聚合物、1-20重量份以銀顆粒形式的銀和60-98. 5重量份以氧化銀顆粒形式的氧化銀。
8.權(quán)利要求1的方法，其中在所述進(jìn)一步加工步驟d)中采用干法制備。
9.一種耗氧電極，所述耗氧電極包含導(dǎo)電性載體、電接觸位點和包含催化活性組分的氣體擴(kuò)散層，其中所述氣體擴(kuò)散層包含至少一種氟化聚合物、以銀顆粒形式的銀和以氧化銀顆粒形式的氧化銀，其中所述耗氧電極通過權(quán)利要求1的方法制備。
10.權(quán)利要求9的耗氧電極，其中所述耗氧電極包含d90小于13ΜΠ1的氧化銀顆粒。
11.一種用于電解堿金屬氯化物的電解槽，其中所述電解槽包含權(quán)利要求9的耗氧電極作為陰極。
12.權(quán)利要求1的方法，其中所述攪拌能在O.05W/1至5W/1范圍內(nèi)且來自步驟a)的沉淀出的氧化銀通過一次或多次過濾所述懸浮體并洗滌所述氧化銀而從所述懸浮體除去。
13.權(quán)利要求1的方法，其中所述攪拌能在O.1-2W/1范圍內(nèi)。
14.權(quán)利要求2的方法，其中所述螺旋槳攪拌器用300-1000rpm的攪拌器速度驅(qū)動。
15.權(quán)利要求7的方法，其中在所述進(jìn)一步加工步驟d)中使用2-10重量份氟化聚合物、2-10重量份以銀顆粒形式的銀和70-95重量份以氧化銀顆粒形式的氧化銀。
16.權(quán)利要求8的方法，其中在所述進(jìn)一步加工步驟d)中采用干法制備，做法是壓制氧化銀、包含銀顆粒的催化劑和細(xì)分散的氟化聚合物的粉狀混合物與導(dǎo)電性載體材料來得到扁平耗氧電極。
17.權(quán)利要求11的電解槽，其中所述堿金屬氯化物選自氯化鈉、氯化鉀以及它們的混合物。
18.權(quán)利要求11的電解槽，其中所述堿金屬氯化物為氯化鈉。
全文摘要
本發(fā)明描述了一種耗氧電極，更具體而言，設(shè)計用于氯堿電解中的耗氧電極，其包含基于銀的新型催化劑涂層和細(xì)分散的氧化銀，以及涉及一種電解裝置。本發(fā)明還描述了所述耗氧電極的制備方法及其在氯堿電解或燃料電池技術(shù)中的用途。
文檔編號H01M4/86GK103014753SQ20121035409
公開日2013年4月3日 申請日期2012年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月23日
發(fā)明者A.布蘭, R.韋伯, S.阿爾布雷希特, J.梅澤-馬克查費爾, A.奧布里希 申請人:拜耳知識產(chǎn)權(quán)有限責(zé)任公司, H.C. 施塔克股份有限公司