电极
专利汇可以提供电极专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且电解 用的 电极 包括一个导电金属，其表面压有至少一中央竖立的循环槽(2)和向上的引导的槽(1)构成鱼刺形花花，各向上的引槽(1)与电极表面的平面中的 水 平线＜90° 角 ，并与竖向循环槽(2)沟通。循环槽(2)可设置许多穿透缝或孔(3)。电极可用于 薄膜 电解槽 中电解，以电化学回收金属或从 海水 中回收氯气。可用一模具在电极表面上模压，或用一带花纹的辊滚压而制成带所述压纹的电极。，下面是电极专利的具体信息内容。
1、电解用的电极，其特征为，该电极包括一种导电金属，电极的表面上有至少一个垂直的中央循环槽(2)和向上引导的多个沟槽(1)成为鱼刺形花纹，该向上引导的各沟槽(1)与电极表面的平面中一条水平形成一个小于90°的角度，并且与中心定位的、垂直方向的循环槽(2)相沟通。
2、如权利要求1的电极，其特征为，该循环槽（2）上设有多个穿透的缝或孔（3）。
3、如权利要求1的电极，其特征为，该向上引导的各沟槽的断面呈三角或U形。
4、如权利要求1和3的电极，其特征为，它由一个多孔金属薄板组成，或由一个金属网板构成。
5、如权利要求1-3的电极，其特征为，它由具有垂直的或水平的并列薄片的一个薄金属板组成。
6、如权利要求1和3的电极，其特征为，它由装配成一个单元的多个并列的金属棒构成。
7、按照权利要求1-6制造一个电极的方法，其特征为，在该电极的表面上压上至少一道中央的垂直循环槽（2）和向上引导的多道沟槽（1）成为一种鱼刺形花纹，该向上引导的各沟槽（1）与该电极表面的平面中一条水平线形成一个小于90°的角度，并且与该中央定位的、垂直向的循环槽（2）相沟通。
8、按照权利要求7的方法，其特征为，在该循环槽（2）上设置多个缝或孔（3）。
9、按照权利要求7的方法，其特征为，所述的压纹是采用一个模具压制而成的。
10、按照权利要求7的方法，其特征为，所述的压纹是采用一个带花纹的辊滚压而成的。
11、按照权利要求8的方法，其特征为，各循环槽上的多个缝或孔（3）用切割和/或激光做成，或用机械方法或光化学方法做成。
12、按照权利要求7的方法，其特征为，该电极是一个现有的电极。
13、按照权利要求1-15的一个电极是在一薄膜电解槽中进行电解所用的。
14、按照权利要求1、2和6的一个电极是电化学回收金属所用的。
15、按照权利要求1的一个电极是从海水中回收氯气所用的。
本发明涉及到应用于电解方面的一种改进型电极，更确切地说，涉及的电极具有一种表面结构，能造成更有效地去除气体产物和增强电解质循环。此外，本发明还关系到制造这种电极和使用它的方法。该电极主要是打算用在薄膜电解槽的电解法中，但它也有利于用在其它类型的生产方法中。
在薄膜电解法中，电解槽的阳极空间和阴极空间是由一个离子选择薄膜分隔开的。在薄膜电解槽中进行电解的方法正在许多场合中应用，而其中主要的工业应用是制备商品氯气。
在氯气制备中，一种碱金属氯化物水溶液，主要是氯化钠水溶液被电解。含有20～50重量%的氯化钠的盐水加到该电解槽的阳极空间，为了防止堵塞该离子选择膜，盐水在加到该槽之前必须彻底提纯，其中包括离子交换。在电解中，氯气在阳极表面形成，并且析出的气体通过设在槽顶上专用的气体出口直接排到槽外。该盐水进行循环之前，被耗去的5～10重量%，然后，补充新的氯化钠。
水或稀释的氢氧化钠完全加到阴极空间。碱金属离子通过离子选择薄膜从阳极空间传导到阴极空间，阴极空间将概有氢氧化钠溶液，其中氢氧化钠含量大约为20～35重量%。在电解作用中形成的氢气和富集的氢氧化钠被排出该电解槽，以便进一步提纯。
因为在电解生产过程中电力费用是主要的化费，所以作了相当大的努力来减少电能消耗。因此，在阳极和阴极表面都应用了强力催化 剂。此外，采用薄膜、特定几何形状的电极和高的温度。
为了降低被电解的溶液的电阻，期望把阳极和阴极之间的间隙做得尽可能地小些。通常使阴极空间中的压力稍微高些，因为氢氧化钠比氯化钠更容易传导电流。由于这个稍高的压力，该薄膜被压向阳极面，在电解作用下，例如在碱金属氯化物电解中发生气体时，许多气泡势必聚集在阳极和/或阴极与薄膜之间的交界面处，导致电解质的电阻上升。曾建议过几种方法以便于把形成的气泡分离走;例如，曾把薄膜表面做成流水性的，以便使气泡的尺寸最小，同时防止粘附在膜上。此外，还知道对电极表面设置一种纵向花纹。例如，EP159，138欧洲专利公开的一种电极具有一种花纹能适当地快速去除形成的气泡，这个电极包括有多层薄板，但电极表面有压纹。
在薄膜电解槽中制备氯气的另一已知问题是氢氧化钠通过离子选择膜的迁移问题。在最靠近阳极附近形成的碱性膜对阳极催化剂以及支撑阳极的结构带来很不利的影响。
从水银生产过程的氯-碱电解法可知，更加适度地促进循环措施可极大地节能。借助于使电极的几何图形最佳化和应用钛做的薄主轨在电极间隙中靠形成的氯气泡可使盐水加强循环。在氯酸盐和水的电解中，电解槽和电极采用的方式，使得利用氯气泡的浮力产生对过程有利的电解质循环。
如权利要求中所叙述的本发明涉及到的一种电极，它具有改进的电极几何形状，导致快速去除所形成的气体，并改进电解质循环，而其次的效果便是相当大地扩大了电极表面，此外，本发明关系到制备该电极和使用它的方法。这种电极主要用于薄膜电解槽的电解中，这里，特别是改进形成的气泡的排除和在薄膜和阳极间交接面之间电解 质的循环，但它对其它型式的电解过程也是有利的。电化学回收金属和从稀溶液中电解回收气体，例如从海水中回收氯气，在这些应用实例中利用改进电极的几何形状而增加了效果。
该电极包括一个导电金属，其表面被换压成多个定位在中央的环流沟槽和向上引导的沟槽，该沟槽与定位在中央的环流沟槽相沟通，必要时，它可以开缝或设洞。由于电极的这种结构，在膜和电极表面之间的间隙中可获得各薄膜过程中不均等的电解质循环，该间隙对此过程是十分严格的。除了快速提供电解质之外，还能有效地排除所形成的气体。此外，由于氢氧化钠迁移而形成的碱性膜被快速流动的电解液冲淡。
在电极表面上的压纹，使金属表面具有一层微结构，该微结构与各纹槽的间隔有关，并和各槽的尺寸有关，这样，在各种薄膜电解法中所用的各薄膜不会向阻碍气流的范围弯曲。由压纹得到的微结构意味着有一个较大的电极表面，从而减少电极势能，除了改进性能外，电极的缓和运行，而延长了使用寿命。
所推荐的压纹造成电极表面扩大到大约2～3倍，它使电极势能减少到各不相同的程度，这取决于电解过程的性质和产生的电极反应。扩大表面有利于气体形成的电极中所期望的电极反应优先发生，这意味着该类型的气体发生决定于电极的几何形状，例如，从含有其它阴离子的淡氯化物溶液中析出氯优先于析出其它气体，所用的溶液比工业生产氯和氯酸盐常用的溶液稀，这时上述效果更为显著。因此，扩大表面有助于减小阳极上的二次反应。
鱼刺形花纹由从一个中央循环沟槽向上发射的各沟槽组成，这些向上引导的沟槽与电极表面的平面中一条水平线形成一个角度，但这 些槽不是垂直地导向，而与该水平线的角度不应小于90℃，该角度的合适范围在10～70°之间，30～60°之间较佳。这些向上引导的槽的断面可以是三角形或U形，形成鱼刺形花纹的这些沟槽的尺寸和紧密度不是严格的，可由熟悉本技术的人员选择，只要在电极表面上的花纹大小和间隔能构成一种微结构即可。例如，槽的深度/宽度可选择在0.3～1.0毫米之间，所述各槽的间隔可为0.2～2毫米，通过这些倾斜的、向上引导的窄槽，蓄积的气体可顺其上升，并被未反应的盐水置换。
该中央循环槽的导向是垂直向上的，中央循环槽可以设置一些缝隙或孔洞，视电极应用的场合而定，通过缝隙或孔洞可使槽与电极后面上的自由循环的电解质沟通。缝或洞的数目、尺寸大小以及其形状可在宽度极限范围内选定，例如，各缝隙可以是槽长的20～60%对于循环槽的尺寸不苛求，容易由工作于本技术领域的人员根据电极应用的场合和其外观进行选定，深度/宽度以0.2～0.8毫米较合适，各中央循环槽的间隔可为5～15毫米。
按照本发明提供的鱼刺形花纹可在电极制造过程中模压成，或在现有的电极上压制成，这样一来就提高了电极的工作性能，在不同外观的和不同应用领域的各种电极上都可以压上花纹。
常用于薄膜电解槽中的一个电极是由垂直的弯曲薄片构成，它们模压在相同形状的金属（例如钛）片上，这些薄片有鱼刺形花纹和带有许多缝或洞的循环沟槽。
常用于薄膜电解槽中的另一种电极是活动百叶窗电极，它由一种金属（例如钛）做的所谓鱼鳞形片构成，这种金属片被压成水平的和并列的电极薄片，也称作鱼鳞片电极。据上述按照本发明模压的鱼刺 形花纹可获得改进的效果。因为电极薄片是水平的，以及各循环槽的花纹是竖向排列的，所以众多的鱼刺形花纹为并非地布置在每一薄片上，最好是整片都被该花纹覆盖。每道鱼刺形花纹将被一条中央循环槽与其相邻的一道花纹分界成这种形状，即向上引导的各沟槽都从一条中央循环槽处上升，并终止于该中央循环槽处。由于该电极应用于一个薄膜电解槽中，所以循环槽上设有多个孔洞或缝隙。
但是，当花纹被加到用于薄膜电解槽中的一个多孔板电极或多孔金属网电极时，该中央循环沟槽就不必设置这些孔或缝，因为电解质可以从板的这些孔中流通。同样，在板状电极上，也可以如上述方式并排地施加上一些花纹。
在另其它电解方法中，例如用电能法从盐水中回收氯气或回收各种金属，在电极上施加花纹可不在循环槽中设孔或开缝，因为这种孔对这些方法无用。通常在这些方法中所用的电极是由许多平行的棒电极组成一较大的单元，每根棒的四周都设有鱼刺形花纹。
本发明所提供的模压花纹可用几种不同的方法来实现。例如，可用一个模具冲压而成，也可用一个带花纹的辊滚压出花纹。当在现有的各种电极上模压花纹时，这些电极在模压操作之前应适当地酸洗或吹洗。对具有活性催化剂覆层的各种电极应在模压后涂上一层新覆层。
在各循环槽中的缝或孔可用常规的切割和/或激光处理来做成。另外，用机械方法或光化学方法来制孔也是可行的。
电极是由导电的金属或合金制成的，金属或合金的选择取决于该电极准备用作阳极或用作阴极，也与电解质的性质有关。例如，用氯化钠溶液作为电解质，并且电极用作阳极，则该电极适于用钛或其它 的电子管金属（例如铌、钽、钨或锆，或以这些金属为基的合金）制成。钛或钛的各种合金适宜做阳极材料。
按照普通惯例，阳极上设有一层起催化作用的活性材料覆层，这种材料可由一种或多种铂族金属或该族金属的合金组成，铱和钌特别合适。
当电极用作阴极而且电解质为氯化钠溶液时，该电极可由镍、铁或其它耐碱金属构成，阴极通常也具有一层起催化作用的活性覆层。
根据电解槽的设计，电极可安排成多极或双极。
电解槽中包括许多阳极和阴极，其数目决定于所期望的容量，当电解槽为薄膜电解槽时，最好是用压滤器型。
图1-5说明模压在一个电极上的鱼刺形花纹，电极由模压的平薄片或凸面薄片构成;
图6-7表示模压在各鱼鳞片状电极上的鱼刺形花纹，其中的鱼鳞状片是水平排列的;
图8-9表示模压在一种网格结构电极的一个棒状电极元件上的鱼刺形花纹;
图10-13表示模压在一个多孔电极和一个由金属网作的电极上的鱼刺形花纹。
图1为前视图，详示出金属板压制成的垂直金属薄片组成的一个电极，该薄片或是平的或是凸面的，每个薄片上设有向上引导的多个沟槽（1），以及一个中央循环沟槽（2）。该循环槽（2）有一些孔或缝（3），各沟槽（1）和（2）形成鱼刺形花纹。图2表示图1上的压纹的放大视图。图3表示沿图2剖线A-A的一个平薄片的 断面图，图4表示同一断面图，但该薄片是凸面的。图5表示沿图2的剖线B-B的断面图，从其中可看出各向上引导的沟槽的轮廓。在所有的图中，标号（1），（2）和（3）分别指示其中的向上引导的沟槽、中央循环槽和孔或缝。
图6是前视图，详示一个鱼鳞片型电极，各鱼鳞片是水平排列的，是在一金属片上压制出的。每个鱼鳞片是斜的，从图7可看清楚，它是沿图6中线B-B的断面图。各鱼鳞片为水平排列而且模压的花纹为竖向排列，这时许多的鱼刺形花纹与所属的各循环槽将是并排地施加上的，从图6可清楚看到。
图8和9表示一个棒状电极元件，它的四周设置了一道中央循环沟槽（2）和多道向上引导的沟槽（1）。图9是前视图，示出一个电极元件的细部，且图8为沿图9中线A-A的断面图。
图10是一个前视图，详示出一个多孔金属片的细部，在其上已经施加了许多伴随各中央循环槽（2）的向上引导的沟槽（1），在该多孔板上的多个孔由标号（4）指定。图11是沿图10中线A-A取的一个断面。图12为前视图，表示模压有本发明的花纹的一个金属网详图。最后，图13是沿图12中线A-A截取的一个断面，标号（1）和（2）具有同其它各图的相同意义，以及标号（4）指示金属网内的各个孔。
虽然该较佳实施例示出了具有对称的、向上引导沟槽的鱼刺形花纹，但本发明不受此限。该向上引导的各沟槽在与其中央循环沟槽的关系上也可以是非对称的。
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