Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
ЭЛЕКТРОДНЫЙ МАТЕРИАЛ ТВЕРДОЭЛЕКТРОЛИТНОГО ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО ДАТЧИКА
ЭЛЕКТРОДНЫЙ МАТЕРИАЛ ТВЕРДОЭЛЕКТРОЛИТНОГО ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО ДАТЧИКА

ЭЛЕКТРОДНЫЙ МАТЕРИАЛ ТВЕРДОЭЛЕКТРОЛИТНОГО ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО ДАТЧИКА

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Использование: при контроле и получении кислорода, водорода и других газов. Сущность изобретения: в качестве электродного материала используют дисилицид титана.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2044309
Класс(ы) патента: G01N27/407
Номер заявки: 92015465/25
Дата подачи заявки: 30.12.1992
Дата публикации: 20.09.1995
Заявитель(и): Беляев Алексей Станиславович; Чернов Ефим Ильич
Автор(ы): Беляев Алексей Станиславович; Чернов Ефим Ильич
Патентообладатель(и): Беляев Алексей Станиславович; Чернов Ефим Ильич
Описание изобретения: Изобретение относится к аналитическому приборостроению, в частности к твердоэлектролитным электрохимическим датчикам и электролизерам, и может быть использовано при контроле и получении кислорода, водорода и других газов.
Актуальной задачей промышленного использования в народном хозяйстве аналитических приборов является замена дорогих электродных материалов из благородных металлов на более дешевые, имеющие высокую электрохимическую активность, стойкие в окислительно-восстановительных средах и не обладающие каталитической активностью.
Наиболее распространенным электродным материалом является металл. Однако условия работы кислородного электрода твердоэлектролитного датчика (как правило, высокие температуры и окислительная атмосфера) ограничивают круг возможных электродных материалов благородными металлами, например платиной, которая обладает каталитической активностью (способствует окислению таких компонент, как NO, CO, Н2 и т.д.).
В [1] предлагают вводить в состав платинового электрода добавки антикатализаторов серу, фосфор, свинец, мышьяк и их соединения. Такой электрод не обладает каталитической активностью, имеет высокую электропроводность.
Однако использование платины и других благородных металлов в качестве электродных материалов очень дорого, и часто приходится искать им замену. Кроме того, электроды с добавками антикатализаторов не имеют высокой стабильности во времени.
Широко используются в качестве электродных материалов оксидные соединения с высокой электронной проводимостью. Это оксиды индия, урана и т.д. и твердые растворы на их основе, а также оксидные соединения со структурой типа перовскита-манганиты, кобальтиты, хромиты, никелаты и соединения на их основе. Например, в [2] в качестве электродного материала предлагается использовать смесь RMeO3 -55-75 мас. CaO остальное, где R редкоземельные элементы; Me Cr, Mn, Co.
Недостатком оксидных электродов является их невысокая устойчивость в восстановительных атмосферах, а также не очень высокая электропроводность и электрохимическая активность.
В восстановительных средах неплохо работают электроды из карбида кремния [3] Однако они неустойчивы в окислительных средах и не обладают достаточной электрохимической активностью.
Важной технической задачей является создание дешевых некаталитических электродов, стойких как в окислительных, так и в восстановительных средах, обладающих высокой электрохимической активностью.
Частично эту задачу решает использование дисилицида молибдена [4] Однако дисилицид молибдена обладает недостаточно высокой электропроводностью и вступает в необратимые химические реакции с кислородом.
Полностью поcтавленную техническую задачу удается решить при использовании согласно изобретению в качестве электродного материала твердоэлектролитного электрохимического датчика дисилицида титана.
Среди силицидов переходных металлов дисилицид титана имеет наименьшее электросопротивление (уступает только дисилициду вольфрама) и наилучшую химическую устойчивость в окислительных и восстановительных средах.
Благодаря большой диффузионной подвижности примесей в дисилициде титана возможно получать электродный материал высокой степени чистоты. Дисилицид титана обладает высокой адгезией к различным твердым электролитам и в силу своих парамагнитных свойств активно взаимодействует с протяженными газовыми молекулами (притягивает в боковом положении к своей поверхности кислород, водород, серный ангидрид и другие молекулы газа, облегчая их дальнейшую диссоциацию и обратимое восстановление или окисление).
В силу перечисленных свойств дисилицид титана обладает уникально высокой электрохимической активностью при использовании в качестве электродного материала, высокой стабильностью и стойкостью к агрессивным газовым средам. Дисилицид титана не обладает каталитической активностью, что повышает представительность контроля при высоких температурах в кислородосодержащих газовых средах с горячими компонентами.
Предлагаемый электродный материал можно применять с различными твердыми электролитами для контроля водорода, диоксида серы, диоксида углерода, кислорода, оксидов азота и т.д. Электродный материал из дисилицида титана был испытан на генераторе водорода.
На рабочую поверхность твердого электролита (насикона) наносили пасту мелкодисперсного порошка дисилицида титана с олеиновой кислотой в качестве связки и отжигали на воздухе при температуре 350оС.
При использовании полученного таким способом электрода удалось достигнуть плотность тока до 400 мА/см2, что сравнимо с характеристиками платинового электрода.
Формула изобретения: ЭЛЕКТРОДНЫЙ МАТЕРИАЛ ТВЕРДОЭЛЕКТРОЛИТНОГО ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО ДАТЧИКА, состоящий из дисилицида переходного металла, отличающийся тем, что в качестве металла выбран титан.