鈦電極在氯堿工業領域的應用之氯酸鹽生產（一）

　　氯酸鈉主要用于制造其他氯酸鹽（如氯酸鉀、氯酸銨等），以及次氯酸鈉和二氧化氯，這些產品廣泛用于造紙工業的紙漿漂白、印染工業的纖維漂白、水處理、鈾礦處理、火箭燃料、農藥除草劑、醫藥工業，也是制造火柴、鞭炮和煙花不可缺少的原料。
　　1802年Hisinger和Berzelius，1847年Kolbe已用電解法制得氯酸鹽。1851年Watt發表電解法制取氯酸鹽的專利。1886年大型直流電源設備出現后，瑞士、法國、瑞典、美國開始氯酸鹽的工業化生產。
　　制取氯酸鹽采用無隔膜電解槽，原料為飽和氯化鈉溶液。

由于沒有隔膜，所生成的OH~使電解液的pH值提高，增加了Cl2的溶解度，并發生以下反應：

以上反應生成的ClO~和HClO進一步發生均相化學反應：

　　氯酸離子具有電化學穩定性，只在鉑陽極表面才被氧化，但是，當向電解液中添加微量的氟化物時，就會在電鍍二氧化鉛表面發生氧化反應而生成過氯酸鹽。
　　食鹽水電解制取氯酸鹽，過去使用石墨、磁性氧化鐵、二氧化鉛等陽極材料，現在使用Pt-Ir合金包覆電極和RuO2系涂層鈦陽極(DSA)。
　　表6-5表示兩種陽極材料的氯酸鹽電解槽的工作參數。
　　表6-5兩種陽極材料的氯酸鹽電解槽的工作參數

提高溫度，可使生成ClO3的化學反應速度增大，電流效率提高。但是，溫度提高將加劇電解液對電極材料及設備的腐蝕、因此電解溫度的選擇受制于材料的耐蝕性。在使用石墨陽極時，一般只能在35~40℃下電解，而采用DSA時卻可以在80℃下電解。
　　提高電流密度可使生產強度提高，減少設備投資，但卻使槽壓升高，增大能耗。電流密度取決于電極材料的催化活性和穩定性。采用石墨陽極，電流密度一般只能在600A/m?以下，采用DSA后，電流密度可達到
　　減小極距有利于降低槽壓和能耗。極間距的選擇受電極材料性能的影響，采用耐蝕穩定的DSA時，極間距可為2~5mm，但對于石墨陽極，卻因腐蝕嚴重，無法保持恒定的小間隙電解。
　　由于電解液腐蝕性強，而且電解溫度高，選擇活性高且穩定耐蝕的陽極材料至關重要，20世紀70年代以前主要采用石墨電極，電流密度和槽溫均較低，而且電極壽命短，維修頻繁，極大，槽壓和能耗高。后來采用PbO2陽極雖然壽命較長，性能有所改善，但槽壓仍較高，電耗較大?，F在則已廣泛使用RuTi全屬陽極(DSA電極)，為了改進電極性能，延長電極壽命，除Ru、Ti兩組分之外，還添加Pt、Ir等組分，取得良好的效果。氯酸鹽石墨陽極電解槽，電流效率為82%~87%。采用DSA后，電流密度增大3~4倍，電流效率提高到約95%。采用了高溫操作，直流電耗明顯降低。
　　鉑以及復合鉑陽極也可以使用，但腐蝕速度很大。鉑陽極表面被ClO：部分覆蓋，抑制了氧的發生，結果陽極電位向正方向移動，加速了陽極氧化和損壞。
　　氯酸鹽電解，陰極通常使用碳鋼，但美國Diamond Shamrock公司的電解槽(DS槽)使用鈦材作陰極，極化時會生成氫化物而發生脆化。鹽水中硬度高，往往呈水垢沉積在陰極上，而用鈦陰極時，氫化物呈薄片狀逐漸剝離，所以不用進行除水垢操作。