CN112941550B - 零极距电解槽阴极用阴极底网及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种零极距电解槽阴极用阴极底网及其制备方法，包括镍金属制成的底网，所述底网的表面涂覆有金属氧化物涂层，金属氧化物涂层中的金属氧化物为钌的氧化物，金属氧化物涂层的厚度为2μm—15μm。其目的在于提供一种工艺简单，易操作，制作成本低，不会对电解槽中碱液造成污染，能有效的吸收反向电流，抑制在电解停止时由逆电流引起的阴极劣化，并且能够抑制逆电流对阴极面网造成的伤害，降低电能消耗的零极距电解槽阴极用阴极底网及其制备方法。

Description

零极距电解槽阴极用阴极底网及其制备方法
技术领域
本发明涉及氢氧化钠制备领域，特别是一种零极距电解槽阴极用阴极底网及其制备方法。
背景技术
在离子膜法烧碱电解生产装置中，当生产停止后，由于原电池效应，电解槽内溶液中存在的游离氯在电极上放电并形成电流回路，在电解槽内就必然地会产生反向电流。
反向电流的产生机理：
离子膜电解槽在电解过程中，单元槽从平衡状态被极化，分别在阳极和阴极发生如下电解反应：
阳极：2Cl-－2e-＝Cl2
阴极：2H2O+2e-＝H2+2OH-
当切断电流后，单元槽又恢复到平衡状态，但阴阳极液的组成发生了变化，阳极液中存在(Cl-/Cl2)电对，阴极液中存在(H2+OH-/H2O)电对，并且阴阳极进出口管路中有导电的液体，于是就构成了原电池，发生如下原电池反应：
阳极：Cl2+2e-＝2Cl-
阴极：H2+2OH-－2e-＝2H2O
从而形成反向电流。
反向电流的危害：
由于H2在阴极液中的溶解度非常低(21％NaOH中H2的溶解度约为2mL/m3＝0.1mol/m3)，而Cl2在阳极液中有较大的溶解度(约为1g/L＝14mol/m3，在实际电解过程中，阳极液中有效氯约为1.5—2.0g/L)，所以，阴极液中的H2不足以完成上述原电池反应，Cl2在阳极具有很大的推动力，造成在阴极室中的阴极自身被反向电流氧化。
阴极自身能否被反向电流氧化，主要取决于阴极材料。以前的电解槽的阴极一般采用镍基加NiO涂层，早期是不锈钢经碱蚀形成NiO涂层，形成凸凹不平的活性阴极。由于NiO具有很好的稳定性，不易被氧化，所以反向电流不会对电槽产生任何危害。但对于新型的零极距电解槽，由于阴阳极都紧贴着离子膜，不能再采用凸凹不平的活性阴极。因此，采用了镍基加氧化钌涂层，在反向电流的作用下，原来处于负电位的镍网与碱液电极体系由于发生失电子反应而逐渐极化，电位正偏。反向电流越大，极化越大，那么镍网上的氧化钌涂层就会因达到溶解电位而出现电极反应RuO2–2e－→RuO4 2－，造成电极损伤。阴极基体会被氧化溶解，进一步造成涂层与基体脱离而脱落，降低或失去活性，造成阴极损坏，槽电压上升。
近年来，电解槽的设备趋于大型化，串接的电解槽数由100对左右增加到200对左右，由此造成停车时发生的反向电流也相应变大，从而更容易引起阴极氧化导致的劣化。
为了抑制反向电流引起的阴极劣化，目前大多数厂家使用功率很小的极化整流器输出维持正向电流的小电流，使极化积累电荷在正向电流中缓慢输出而消耗掉，以降低反向电流直接作用于电极涂层的副作用的时间和总量，起到保护电极的作用。但此种方式需外加设备，且操作复杂，存在一定的安全隐患。
在现有技术中，抑制电解槽突然停车时反向电流所引起的阴极劣化的其中一种方法，是在阴极室侧配置优先吸收反向电流的物质材料的方案。参见公开号为CN 107849710的专利文献，专利文献2中的反向电流吸收体通过含有镍的烧结体形成的反向电流吸收体，获得放电容量，抑制阴极面网的劣化。烧结体在阴极侧配置过程困难，不易操作，且烧结体长期在烧碱中Ni/Al容易脱落，对碱液和离子膜造成污染。
公开号为CN 102762775的专利文献，也公开了一种抑制电解槽突然停车时反向电流的技术方案，其中包括在所述阴极集电体的表面层由选自由雷尼镍、雷尼镍合金、活性炭-镍复合镀层、以及储氢合金系分散镀层组成的组中的任一种形成，阴极集电体的上述材料优先消耗氧化电流，从而抑制阴极的劣化。这种由雷尼镍构成的活性层存在以下问题：
1、其中Al的溶出容易造成碱液的污染；
2、当电解槽停止后，在打开槽体后的阴极结构内的雷尼镍接触空气有发热和起火的可能性。
专利文献国际公开第2013/141211，反向电流吸收层是采用包括Ni或NiO的多孔质层，采用热溶射法等方法在阴极侧喷涂形成反向电流吸收层。但热溶射(等离子喷涂)法价格昂贵，且沉积率低，造成使用的原材料的巨大浪费，没有经济价值。
目前，零极距电解槽的阴极底网多为退火校平的镍拉网，表面不做任何处理。
发明内容
本发明目的在于提供一种工艺简单，易操作，制作成本低，不会对电解槽中碱液造成污染，能有效的吸收反向电流，抑制反向电流对阴极面网造成的伤害，降低电能消耗的零极距电解槽阴极用阴极底网及其制备方法。
本发明的零极距电解槽阴极用阴极底网，所述底网的表面涂覆有金属氧化物涂层，金属氧化物涂层中的金属氧化物为钌的氧化物，金属氧化物涂层的厚度为2μm—15μm。
本发明的零极距电解槽阴极用阴极底网，所述底网的表面涂覆有金属氧化物涂层，金属氧化物涂层中的金属氧化物包括钌的氧化物，还包括钴的氧化物、镧的氧化物、锰的氧化物、铈的氧化物和镨的氧化物中的一种或二种，所述金属氧化物涂层中按照金属成分计，钌元素的摩尔比不少于50％，金属氧化物涂层的厚度为2μm—15μm。
优选的，所述金属氧化物涂层中按照金属成分计，钌元素的摩尔比不少于70％。
本发明的零极距电解槽阴极用阴极底网的制备方法，包括如下步骤：
A、准备钌元素的可溶性盐，将钌元素的可溶性盐溶解在溶剂中，得到涂布溶液；
B、采用镍金属制备底网，对底网进行清洗，去除底网的表面污物，并使底网的表面粗糙；
C、将步骤A得到的涂布溶液涂布到经过步骤B处理过的底网上，然后在含氧氛围内对披敷涂布溶液的底网进行热氧化，热氧化温度为400℃—600℃，热氧化的时间为5分钟—60分钟，并在底网的外表面生成一个金属氧化物涂层，然后再次涂布一层涂布溶液到新生成的金属氧化物涂层上，然后在含氧氛围内对披敷涂布溶液的底网进行热氧化，热氧化温度为400℃—600℃，热氧化的时间为5分钟—60分钟，并在前次生成的金属氧化物涂层的外表面再生成一个新的金属氧化物涂层，如此循环往复，直至底网表面的金属氧化物涂层的厚度达到2μm—15μm,最后一次热氧化的温度为400℃—600℃，时间为30分钟—120分钟，得到零极距电解槽阴极用阴极底网。
优选的，所述步骤A中还包括准备钴元素的可溶性盐、镧元素的可溶性盐、锰元素的可溶性盐、铈元素的可溶性盐和镨元素的可溶性盐，将钴元素的可溶性盐、镧元素的可溶性盐、锰元素的可溶性盐、铈元素的可溶性盐和镨元素的可溶性盐中的一种或二种溶解到已经溶解有钌元素的可溶性盐的溶液中，得到涂布溶液，其中按照金属成分计，钌元素的摩尔比不少于50％，其余为钴元素、镧元素、锰元素、铈元素和镨元素中的一种或二种；
所述步骤C中对披敷涂布溶液的底网进行热氧化时的热氧化温度为450℃—580℃，热氧化的时间为10分钟—40分钟，最后一次热氧化的时间为40分钟—100分钟。
优选的，所述步骤A中按照金属成分计，钌元素的摩尔比不少于70％，其余为钴元素、镧元素、锰元素、铈元素和镨元素中的一种或二种；
所述步骤C中对披敷涂布溶液的底网进行热氧化时的热氧化温度为500℃—550℃，热氧化的时间为15分钟—30分钟，最后一次热氧化的时间为50分钟—80分钟。
优选的，所述步骤C中在底网的外表面涂布涂布溶液并进行热氧化的次数为4次—10次，金属氧化物涂层的厚度为5μm—12μm。
优选的，所述钌元素的可溶性盐为RuCl3或硝酸钌或醋酸钌，钴元素的可溶性盐为CoCl2.6H2O，锰元素的可溶性盐为Mn(NO3)2或MnCl2.4H2O，镧元素的可溶性盐为LaCl3.nH2O或La(NO3)3.6H2O，镨元素的可溶性盐为PrCl3.6H2O或Pr(NO3)3.6H2O,铈元素的可溶性盐为CeCl3.6H2O或Ce(NO3)3.7H2O。
本发明的零极距电解槽阴极用阴极底网，所述底网的表面涂覆有金属氧化物涂层，金属氧化物涂层中的金属氧化物为钌的氧化物，金属氧化物涂层的厚度为2μm—15μm。由于具有了上述本发明特有的技术特征，使用本发明中所述的底网表面带有反向电流消解层的阴极电解结构，不仅抑制反向电流对阴极面网造成的伤害，而且还能降低电解槽槽压，达到节能的目的。因此，本发明的零极距电解槽阴极用阴极底网及其制备方法具有工艺简单，易操作，制作成本低，不会对电解槽中碱液造成污染，能有效的吸收反向电流，抑制在电解停止时由反向电流引起的阴极劣化，并且能够抑制逆电流对阴极面网造成的伤害和槽压的上升，降低电能消耗的特点。
本发明的零极距电解槽阴极用阴极底网及其制备方法的其他细节和特点可通过阅读下文详加描述的实施例便可清楚明了。
附图说明
图1为本发明的零极距电解槽阴极用阴极底网的以下各个实施例的析氧电位的极化曲线；
图2为现有的零极距电解槽阴极的结构示意图。
图2中1为底网，3为活性阴极面网，2为阴极弹性网。
具体实施方式
参见图2，图2为现有的零极距电解槽阴极的结构示意图，零极距电解槽的阴极包括镍金属制成的底网1，底网1与阴极弹性网2的一个表面相贴，阴极弹性网2的另一个表面与活性阴极面网3的一个表面相贴。本发明对现有的零极距电解槽阴极所做的改进是在底网1上，对活性阴极面网3和阴极弹性网2不做改变。
本发明的具有反向电流消解体活性层的零极距电解槽阴极用的阴极，包括镍金属制成的底网1，所述底网1的表面涂覆有金属氧化物涂层，金属氧化物涂层中的金属氧化物为钌的氧化物，金属氧化物涂层的厚度为2μm—15μm。
上述本发明的具有反向电流消解体活性层的零极距电解槽阴极用阴极底网的制备方法，其包括如下步骤：
A、准备钌元素的可溶性盐，将钌元素的可溶性盐溶解在溶液中，得到涂布溶液；
B、采用镍金属制备底网，对底网进行除油、退火，再将Ni网进行打砂粗化，然后用水清洗干净，烘干。
C、将步骤A得到的涂布溶液涂布到经过步骤B处理过的底网上，然后在含氧氛围内对披敷涂布溶液的底网进行热氧化，热氧化温度为400℃—600℃，热氧化的时间为5分钟—60分钟，并在底网的外表面生成一个金属氧化物涂层，然后再次涂布一层涂布溶液到新生成的金属氧化物涂层上，然后在含氧氛围内对披敷涂布溶液的底网进行热氧化，热氧化温度为400℃—600℃，热氧化的时间为5分钟—60分钟，并在前次生成的金属氧化物涂层的外表面再生成一个新的金属氧化物涂层，如此循环往复，直至底网表面的金属氧化物涂层的厚度达到2μm—15μm，最后一次热氧化温度400℃—600℃，时间30分钟—120分钟，得到具有反向电流消解体活性层的零极距电解槽阴极用阴极底网。
上述步骤C中在底网的外表面涂布涂布溶液并进行热氧化的次数为4次—10次，金属氧化物涂层的厚度为5μm—12μm。
上述步骤C中在底网的外表面涂布涂布溶液并进行热氧化的次数为6次—8次，金属氧化物涂层的厚度为7μm—10μm。
上述钌元素的可溶性盐为RuCl3或硝酸钌或醋酸钌。
本发明的具有反向电流消解体活性层的零极距电解槽用集电体阴极底网，也可以是包括镍金属制成的底网，所述底网的表面涂覆有金属氧化物涂层，金属氧化物涂层中的金属氧化物包括钌的氧化物，还包括钴的氧化物、镧的氧化物、锰的氧化物、铈的氧化物和镨的氧化物中的一种或二种，所述金属氧化物涂层中按照金属成分计，其中钌元素的摩尔比不少于50％，金属氧化物涂层的厚度为2μm—15μm。
作为本发明的进一步改进，上述金属氧化物涂层中按照金属成分计，其中钌元素的摩尔比不少于70％。
本发明的具有反向电流消解体活性层的零极距电解槽用集电体阴极底网的制备方法，其包括如下步骤：
A、准备钌元素的可溶性盐，将钌元素的可溶性盐溶解在溶液中，得到涂布溶液；
B、采用镍金属制备底网，对底网进行除油、退火，再将Ni网进行打砂粗化，然后用水清洗干净，烘干。
C、将步骤A得到的涂布溶液涂布到经过步骤B处理过的底网上，然后在含氧氛围内对披敷涂布溶液的底网进行热氧化，热氧化温度为400℃—600℃，热氧化的时间为5分钟—60分钟，并在底网的外表面生成一个金属氧化物涂层，然后再次涂布一层涂布溶液到新生成的金属氧化物涂层上，然后在含氧氛围内对披敷涂布溶液的底网进行热氧化，热氧化温度为400℃—600℃，热氧化的时间为5分钟—60分钟，并在前次生成的金属氧化物涂层的外表面再生成一个新的金属氧化物涂层，如此循环往复，直至底网表面的金属氧化物涂层的厚度达到2μm—15μm，最后一次热氧化温度400℃—600℃，时间30分钟—120分钟，得到具有反向电流消解体活性层的零极距电解槽阴极用阴极底网。
上述步骤A中还包括准备钴元素的可溶性盐、镧元素的可溶性盐、锰元素的可溶性盐、铈元素的可溶性盐和镨元素的可溶性盐，将钴元素的可溶性盐、镧元素的可溶性盐、锰元素的可溶性盐、铈元素的可溶性盐和镨元素的可溶性盐中的一种或二种溶解到已经溶解有钌元素的可溶性盐的溶液中，得到涂布溶液，其中按照金属成分计，钌元素的摩尔比不少于50％，其余为钴元素、镧元素、锰元素、铈元素和镨元素中的一种或二种；
所述步骤C中对披敷涂布溶液的底网进行热氧化时的热氧化温度为450℃—580℃，热氧化的时间为10分钟—40分钟，最后一次热氧化的时间为40分钟—100分钟。
所述步骤A中按照金属成分计，钌元素的摩尔比不少于70％，其余为钴元素、镧元素、锰元素、铈元素和镨元素中的一种或二种；
所述步骤C中对披敷涂布溶液的底网进行热氧化时的热氧化温度为500℃—550℃，热氧化的时间为10分钟—40分钟。
作为本发明的进一步改进，上述步骤C中在底网的外表面涂布涂布溶液并进行热氧化的次数为4次—10次，金属氧化物涂层的厚度为5μm—12μm。
作为本发明的进一步改进，上述步骤C中在底网的外表面涂布涂布溶液并进行热氧化的次数为6次—8次，金属氧化物涂层的厚度为7μm—10μm。
作为本发明的进一步改进，上述钌元素的可溶性盐为RuCl3或硝酸钌或醋酸钌，钴元素的可溶性盐为CoCl2.6H2O，锰元素的可溶性盐为Mn(NO3)2或Mn Cl2.4H2O，镧元素的可溶性盐为LaCl3.nH2O或La(NO3)3.6H2O，镨元素的可溶性盐为PrCl3.6H2O或Pr(NO3)3.6H2O,铈元素的可溶性盐为CeCl3.6H2O或Ce(NO3)3.7H2O。
实施例1.
基材由δ＝1.2mmNi板拉制成的网(网孔尺寸为：长节距×短节距×丝梗宽：8.0×5.0×1.2)，先除油、退火，再将Ni网进行打砂粗化，然后用水清洗干净，烘干。接下来进行活性涂层的制作，涂液中金属盐含量如下：Ru100％，溶剂为H2O。用RuCl3溶液进行涂布和热氧化，用涂布机将配制好的涂布液均匀地涂布在底网上，确保极网的正反两面上量均匀。热氧化温度550℃，烧付10分钟,重复6遍，最后在550℃烧付60分钟。制作完成具有反向电流消解体活性层的零极距电解槽阴极用阴极底网。
反向电流强化试验，利用Ni丝将作为反向电流消解层的底网与弹性网和含有Ru的活性阴极面网固定好，确定其面积为12cm2，制成带有反向电流消解层的阴极结构体，把该阴极结构体在以下条件下进行试验，电解液32％NaOH溶液，温度90℃，对电极为Ni板，电流密度为8kA/m2，正向电解8小时后通反向电流1小时，反向电流电密60A/m2。然后通正向电流，每隔8小时通一次反向电流，每次通反向电流1小时，共通12次反向电流，反向电流电密60A/m2。电解结束后测量含Ru活性阴极涂层残留量，为94.3％。
实施例2
基材和制作方法同实施例1，涂液摩尔比为Ru：Pr＝8:2，Ru盐采用硝酸钌，Pr盐为Pr(NO3)3.6H2O，溶剂为1％HNO3，进行涂布和热氧化。热氧化温度500℃，保温20分钟，重复5遍，最后在500℃烧付60分钟，即可得到完成具有反向电流消解体活性层的零极距电解槽阴极用阴极底网。
反向电流强化试验，利用Ni丝将带有反向电流消解层的底网与弹性网和含有Ru的活性阴极面网固定好，确定其面积为12cm2，制成带有反向电流消解层的阴极结构体，把该阴极结构体在32％NaOH溶液中电解，电解条件同实施例1，电解结束后测量含Ru活性阴极涂层残留量，为97.2％。
实施例3
基材由δ＝0.8mmNi板拉制成的网(网孔尺寸为：长节距×短节距×丝梗宽：6.0×3.5×1.0)，先除油、退火，再将Ni网进行打砂粗化，然后用水清洗干净，烘干。接下来进行活性涂层的制作，涂液中金属摩尔比为Ru：Co＝9.5:0.5，Ru盐采用RuCl3，Co盐为CoCl2.6H2O，溶剂为H2O，行涂布和热氧化。热氧化温度500℃，保温20分钟，重复7遍，最后在500℃烧付60分钟，可得到完成具有反向电流消解体活性层的零极距电解槽阴极用阴极底网。
反向电流强化试验，利用Ni丝将作为反向电流消解层的底网与弹性网和含有Ru的活性阴极面网固定好，确定其面积为12cm2，制成带有反向电流消解层的阴极结构体，把该阴极结构体在32％NaOH溶液中电解，电解条件同实施例1，电解结束后测量含Ru活性阴极涂层残留量，为93.4％。
实施例4
基材和制作方法同实施例3，涂液中金属摩尔比为Ru：La＝9:1，Ru盐采用RuCl3，La盐为LaCl3.nH2O，溶剂为H2O，进行涂布和热氧化。热氧化温度550℃，保温10分钟，重复6遍，最后在550℃烧付60分钟，制作完成反向电流消解体活性层的零极距电解槽阴极用阴极底网。
反向电流强化试验，利用Ni丝将作为反向电流消解层的底网与弹性网和含有Ru的活性阴极面网固定好，确定其面积为12cm2，制成带有反向电流消解层的阴极结构体，把该阴极结构体在32％NaOH溶液中电解，电解条件同实施例1，电解结束后测量含Ru活性阴极涂层残留量为92.8％。
实施例5
基材由δ＝1.0mmNi板拉制成的网(网孔尺寸为：长节距×短节距×丝梗宽：6.0×3.5×1.0)，先除油、退火，再将Ni网进行打砂粗化，然后用水清洗干净，烘干。接下进行活性涂层的制作，涂液中金属摩尔比为Ru：Ce＝85:15，Ru盐采用醋酸钌，Ce盐为醋酸铈，溶剂为10％醋酸，进行涂布和热氧化。热氧化温度550℃，保温15分钟，重4遍，最后在550℃烧付60分钟，可得到完成具有反向电流消解体活性层的零极距电解槽阴极用阴极底网。
反向电流强化试验，利用Ni丝将作为反向电流消解层的底网与弹性网和含有Ru的活性阴极面网固定好，确定其面积为12cm2，制成带有反向电流消解层的阴极结构体，把该阴极结构体在32％NaOH溶液中电解，电解条件同实施例1，电解结束后测量含Ru活性阴极涂层残留量为96.4％。
比较例1
将含有Ru的活性阴极面网固定好，确定其面积为12cm2。在90℃32％NaOH溶液中电解，电流密度为8kA/m2，在90℃32％NaOH溶液中电解，电解条件同实施例1，电解结束后测量含Ru活性阴极涂层残留量为21％。
比较例2
利用Ni丝将基材由δ＝1.2mmNi板拉制成的网作为集电体与弹性网和含有Ru的活性阴极固定好，确定其面积为12cm2。在90℃32％NaOH溶液中电解，电解条件同实施例1，电解结束后测量含Ru活性阴极涂层残留量为62％。
表1：
电解前涂层含量％ 强化反向电流电解后涂层含量％
实施例1 100 94.3
实施例2 100 97.2
实施例3 100 93.4
实施例4 100 92.8
实施例5 100 96.4
比较例1 100 21
比较例2 100 62
表1中的数据表明经过强化反向电流电解试验，本发明中所述的底网表面带有反向电流消解层的阴极电解结构，在电解槽阴极侧，当发生反向电流时，由于底网表面的涂层优先消耗反向电流，本发明中的实施例1-5中由于底网被覆反向电流消解层，因此阴极面网的涂层残留量比无反向电流消解层的比较例高，说明本发明能有效抑制反向电流对阴极面网造成的伤害。
通过电化学工作站的测试，分别对本发明的集电体底网与活性阴极面网进行极化曲线的测试，测试条件如下：
测试条件：碱液浓度32％，电解液温度90℃，
对电极：Pt板
参比电极：汞/***电极
扫描范围:0.1-0.8V
扫描速率:0.01v/s
测试结果见说明书附图的图1。
图1中的横坐标为电压，横坐标的物理单位为伏特(V)，图1中的纵坐标为电流，纵坐标的物理单位为安培(A)。
图1中的序号1为实施例2中的零极距电解槽用集电体阴极底网的析氧电位的极化曲线；
图1中的序号2为实施例5中的零极距电解槽用集电体阴极底网的析氧电位的极化曲线；
图1中的序号3为实施例1中的零极距电解槽用集电体阴极底网的析氧电位的极化曲线；
图1中的序号4为实施例3中的零极距电解槽用集电体阴极底网的析氧电位的极化曲线；
图1中的序号5为实施例4中的零极距电解槽用集电体阴极底网的析氧电位的极化曲线；
图1中的序号6为现有技术中零极距电解槽用阴极面网的析氧电位的极化曲线。
从极化曲线可以看出在相同的电流密度下，不同的电极的析氧电位是不同的，在电流为0.2A时，析氧电位见表2：
表2
A＝0.2A时析氧电位V(vs.Hg/HgO)
实施例1 0.542
实施例2 0.512
实施例3 0.522
实施例4 0.598
实施例5 0.535
阴极面网 0.754
由表2中的数据可以看出本发明中的阴极底网的析氧电位均比阴极面网要低得多，因此，当反向电流产生后，由于底网1的析氧电位比阴极面网3低，首先与反向电流反应的是底网1，而不是阴极面网3，从而可有效抑制反向电流对阴极面网3造成的腐蚀伤害，避免了反向电流引起的阴极面网3涂层的溶解，保护了阴极面网3，使阴极面网3的寿命得以延长。
将本发明中所述的底网表面带有反向电流消解层的(底网+弹性网+阴极面网)阴极电解结构体，在实验室的小型模拟电解槽上运行，运行条件如下：
阳极侧：NaCl溶液200±15g/L，温度90℃；
阴极侧：NaOH溶液34-35.5％，温度90℃；
电流密度：6kA/m2
结果见下表：
表3
从表3中的数据可以看出，配置带有反向电流消解层阴极底网后的模拟电解槽的槽压和阴极析氢电位均比普通底网的模拟电解槽低。
使用本发明中所述的带有反向电流消解层的阴极底网所构成的阴极电解结构，不仅抑制反向电流对阴极面网造成的伤害，而且还能降低电解槽槽压，达到节能的目的。因此，本发明的技术方案具有工艺简单，易操作，制作成本低，不会对电解槽中碱液造成污染，能有效的吸收反向电流，抑制反向电流对阴极面网造成的伤害，降低电能消耗的特点。
上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明范围进行限定，在不脱离本发明设计精神前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (7)

1.零极距电解槽阴极用阴极底网，其特征在于所述底网的表面涂覆有金属氧化物涂层，金属氧化物涂层中的金属氧化物为钌的氧化物，金属氧化物涂层的厚度为2μm—15μm。
2.零极距电解槽阴极用阴极底网，其特征在于所述底网的表面涂覆有金属氧化物涂层，金属氧化物涂层中的金属氧化物包括钌的氧化物，还包括钴的氧化物、镧的氧化物、锰的氧化物、铈的氧化物和镨的氧化物中的一种或二种，所述金属氧化物涂层中按照金属成分计，其中钌元素的摩尔比不少于70％，金属氧化物涂层的厚度为2μm—15μm。
3.零极距电解槽阴极用阴极底网的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
A、准备钌元素的可溶性盐，将钌元素的可溶性盐溶解在溶液中，得到涂布溶液；
B、采用镍金属制备底网，对底网进行清洗，去除底网的表面污物，并使底网的表面粗糙；
C、将步骤A得到的涂布溶液涂布到经过步骤B处理过的底网上，然后在含氧氛围内对披敷涂布溶液的底网进行热氧化，对披敷涂布溶液的底网进行热氧化时的热氧化温度为450℃—580℃，热氧化的时间为10分钟—40分钟，最后一次热氧化的时间为40分钟—100分钟，并在底网的外表面生成一个金属氧化物涂层，然后再次涂布一层涂布溶液到新生成的金属氧化物涂层上，然后在含氧氛围内对披敷涂布溶液的底网进行热氧化，热氧化温度为400℃—600℃，热氧化的时间为5分钟—60分钟，并在前次生成的金属氧化物涂层的外表面再生成一个新的金属氧化物涂层，如此循环往复，直至底网表面的金属氧化物涂层的厚度达到2μm—15μm，得到零极距电解槽阴极用阴极底网；
所述步骤A中还包括准备钴元素的可溶性盐、镧元素的可溶性盐、锰元素的可溶性盐、铈元素的可溶性盐和镨元素的可溶性盐，将钴元素的可溶性盐、镧元素的可溶性盐、锰元素的可溶性盐、铈元素的可溶性盐和镨元素的可溶性盐中的一种或二种溶解到已经溶解有钌元素的可溶性盐的溶液中，得到涂布溶液，其中按照金属成分计，钌元素的摩尔比不少于50％，其余为钴元素、镧元素、锰元素、铈元素和镨元素中的一种或二种。
4.根据权利要求3所述的零极距电解槽阴极用阴极底网的制备方法，其特征在于所述步骤A中按照金属成分计，钌元素的摩尔比不少于70％，其余为钴元素、镧元素、锰元素、铈元素和镨元素中的一种或二种；
所述步骤C中对披敷涂布溶液的底网进行热氧化时的热氧化温度为500℃—550℃，热氧化的时间为15分钟—30分钟。
5.根据权利要求4所述的零极距电解槽阴极用阴极底网的制备方法，其特征在于所述步骤C中在底网的外表面涂布涂布溶液并进行热氧化的次数为4次—10次，金属氧化物涂层的厚度为5μm—12μm。
6.根据权利要求5所述的零极距电解槽阴极用阴极底网的制备方法，其特征在于所述步骤C中在底网的外表面涂布涂布溶液并进行热氧化的次数为6次—8次，金属氧化物涂层的厚度为7μm—10μm。
7.根据权利要求6所述的零极距电解槽阴极用阴极底网的制备方法，其特征在于所述钌元素的可溶性盐为RuCl3或RuN4O10或醋酸钌，钴元素的可溶性盐为CoCl2.6H2O，锰元素的可溶性盐为Mn(NO3)2或Mn Cl2.4H2O，镧元素的可溶性盐为LaCl3.nH2O或La(NO3)3.6H2O，镨元素的可溶性盐为PrCl3.6H2O或Pr(NO3)3.6H2O,铈元素的可溶性盐为CeCl3.6H2O或Ce(NO3)3.7H2O。
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