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[0042] 本发明通过提供用于制造氯化产物例如氯酸钠的增强的技术而对上述需要作出 回应。
[0043] 在一些实施中，提供包括如下的电化学工艺：将阳极和阴极设置在包括包含钙离 子的杂质的电解质中；在所述电解质中形成电解产物的条件下在所述阳极和所述阴极之间 施加电压；和在所述电解质中以如下量提供磷酸根离子：所述量足以与至少一部分钙离子 在所述阴极上形成保护性外层，所述保护性外层包括钙磷酸盐化合物，并且所述量足以基 本上避免钙磷酸盐化合物在所述电解质中沉淀。应注意，提供磷酸根离子的步骤可在施加 电压的步骤之前、之后或者期间进行。
[0044] 在一些实施中，所述磷酸根离子是以基于所述阴极的与所述电解质接触的表面区 域的量添加的。
[0045] 在一些实施中，所述工艺进一步包括在将所述阴极浸在所述电解质中之前在催化 性中间层上施加所述保护性外层。
[0046] 在一些实施中，施加所述保护性外层的步骤包括溅涂、浸涂、溶胶_凝胶、电化学 沉积、仿生涂覆、热等压涂覆、或者等离子体喷涂。
[0047] 在一些实施中，所述工艺进一步包括在将所述阴极浸在所述电解质中之后在催化 性中间层上形成所述保护性外层。
[0048] 在一些实施中，形成所述保护性外层的步骤包括：在所述电解质中提供磷酸根离 子；保证在所述电解质中存在足够的钙离子；和提供足以导致所述保护性外层的形成的电 解条件。
[0049] 在一些实施中，所述保护性外层的形成包括：使Ca (0H)2与H 3P04反应以产生 Ca3 (P04)2和水；和使Ca (0H)2与Ca 3 (P04)2反应以产生Ca 10 (P04) 6 (0H)2，其中Ca10 (P04) 6 (0H) 2 形成所述保护性外层的至少一部分。
[0050] 在一些实施中，在所述电解质中以最高达约75ppm、或者约5ppm-约50ppm的磷酸 根浓度提供磷酸根离子。
[0051] 在一些实施中，磷酸根浓度足够低以防止在所述阳极上铁磷酸盐化合物或者沉积 物的形成、所述电解质中〇 2水平的升高、和/或在电压要求方面的提高。
[0052] 在一些实施中，磷酸根离子至少部分地由H3P04的添加所提供。磷酸根离子也可至 少部分地由在所述电解质中的固有存在所提供。钙离子也可至少部分地由在所述电解质中 的固有存在所提供。
[0053] 在一些实施中，所述电解质包括用于与磷酸根离子反应以在所述阴极上形成钙磷 酸盐化合物的第一部分钙离子，和在所述电解质中保持未反应的第二部分钙。
[0054] 在一些实施中，所述工艺用于制造氯化产物。所述氯化产物可包括氯酸钠和/或 次氯酸钠。
[0055] 在一些实施中，提供磷酸根离子在用于在包括钙离子的电解质中制造氯化产物的 电化学工艺中的用途，其中磷酸根离子是以足以与至少一部分钙离子在阴极上形成包括钙 磷酸盐化合物的保护性外层并且足以避免钙磷酸盐化合物在所述电解质中沉淀的量提供 的。
[0056] 在一些实施中，提供包括如下的电化学系统：用于包含电解质的电解室，其中所述 电解质包括钙离子和磷酸根离子；位于所述电解室中的阳极；位于所述电解室中的阴极； 和离子调节器，其配置成调节所述电解质中的离子水平，使得所述电解质包括足以与至少 一部分钙离子在所述阴极上形成包括钙磷酸盐化合物的保护性外层并且足以避免钙磷酸 盐化合物在所述电解质中沉淀的量的磷酸根离子。
[0057] 在一些实施中，所述离子调节器包括用于将所述量的磷酸根离子提供到所述电解 室中的与所述电解室流体连通的入口。所述离子调节器可进一步包括用于测量所述电解质 中的磷酸根离子、铁离子和/或钙离子的浓度的至少一个测量装置。所述离子调节器还可 包括用于响应于来自所述测量装置的读数而控制磷酸根离子的输入量的连接至所述测量 装置和所述入口的控制器。所述系统可配置为用于制造氯化产物例如氯酸钠和/或次氯酸 钠。
[0058] 在一些实施中，提供包括如下的电化学工艺：将阳极和阴极设置在包括包含钙离 子和铁离子的杂质的电解质中；在所述电解质中形成电解产物的条件下在所述阳极和所述 阴极之间施加电压；和在所述电解质中以如下量提供磷酸根离子：所述量足以与至少一部 分钙离子在所述阴极上形成保护性外层，所述保护性外层包括钙磷酸盐化合物，并且所述 量足以基本上避免铁磷酸盐化合物在所述电解质中沉淀。
[0059] 以上工艺还可具有如在本文中描述的其它实施中描述的一个或多个特征。
[0060] 在一些实施中，提供磷酸根离子在用于在包括钙离子和铁离子的电解质中制造氯 化产物的电化学工艺中的用途，其中磷酸根离子是以足以与至少一部分钙离子在阴极上形 成包括钙磷酸盐化合物的保护性外层并且足以避免铁磷酸盐化合物在所述电解质中沉淀 的量提供的。
[0061] 在一些实施中，提供包括如下的电化学系统：用于包含电解质的电解室，其中所述 电解质包括钙离子、铁离子和磷酸根离子；位于所述电解室中的阳极；位于所述电解室中 的阴极；和离子调节器，其配置成调节所述电解质中的离子水平，使得所述电解质包括足以 与至少一部分钙离子在所述阴极上形成包括钙磷酸盐化合物的保护性外层并且足以避免 铁磷酸盐化合物在所述电解质中沉淀的量的磷酸根离子。
[0062] 在一些实施中，提供包括如下的电化学工艺：将阳极和阴极设置在包括包含钙离 子的杂质的电解质中，所述阴极具有与所述电解质接触的表面区域；在所述电解质中形成 电解产物的条件下在所述阳极和所述阴极之间施加电压；和在所述电解质中以基于所述阴 极的所述表面区域的如下预定量提供磷酸根离子：所述预定量使得磷酸根离子和至少一部 分钙离子在覆盖所述阴极的与所述电解质接触的表面区域的保护性外层的形成中被消耗。
[0063] 在一些实施中，所述预定量的磷酸根离子为约0. 025mg/cm2阴极-约0. 2mg/cm2阴 极、或者约〇? 〇5mg/cm2阴极-约0? 15mg/cm2阴极。
[0064] 在一些实施中，所述电解质进一步包括铁离子，并且磷酸根离子进一步地是以避 免铁磷酸盐化合物在所述电解质中沉淀的量添加的。磷酸根离子可进一步地是以避免额外 的钙磷酸盐化合物在所述电解质中沉淀的量添加的。
[0065] 在一些实施中，所述预定量的磷酸根离子是基于待获得的保护性外层的目标厚度 计算的。
[0066] 以上工艺还可具有如在本文中描述的其它实施中描述的一个或多个特征。
[0067] 在一些实施中，提供磷酸根离子在用于在包括钙离子的电解质中制造氯化产物的 电化学工艺中的用途，其中磷酸根离子是以基于所述阴极的表面区域的如下预定量提供 的：所述预定量使得磷酸根离子和至少一部分钙离子在覆盖所述阴极的与所述电解质接触 的表面区域的保护性外层的形成中被消耗。
[0068] 在一些实施中，提供包括如下的电化学系统：用于包含电解质的电解室，其中所述 电解质包括钙离子和磷酸根离子；位于所述电解室中的阳极；位于所述电解室中的阴极； 和离子调节器，其配置成调节所述电解质中的离子水平，使得所述电解质包括基于所述阴 极的表面区域的如下预定量的磷酸根：所述预定量使得磷酸根离子和至少一部分钙离子在 覆盖所述阴极的与所述电解质接触的表面区域的保护性外层的形成中被消耗。
[0069] 在一些实施中，提供预制阴极，其包括：基底；催化性中间层；和包括钙磷酸盐化 合物的保护性外层。
[0070] 在一些实施中，所述基底包括不锈钢。所述不锈钢可为400系列不锈钢。所述基 底可包括具有足以防止在电解槽的关停期期间铁离子进入电解质的耐腐蚀性的材料。
[0071] 在一些实施中，所述催化性中间层是与所述基底的外表面毗邻的。
[0072] 在一些实施中，所述催化性中间层包括掺杂有催化性化合物的金属基体。所述金 属基体可为铁铝化物。所述催化性化合物包括Ru。
[0073] 在一些实施中，所述钙磷酸盐化合物包括羟基钙磷酸盐化合物，例如羟基磷灰石。 所述保护性外层可基本上由羟基磷灰石构成。
[0074] 在一些实施中，所述保护性外层具有约0.25微米-约1.5微米的厚度。所述保护 性外层可具有约〇. 5微米-约1微米的厚度。
[0075] 在一些实施中，所述保护性外层设置成覆盖所述催化性中间层的整个外表面以防 止所述催化性中间层与所述电解质中的钙杂质直接接触。可将所述所述保护性外层溅涂、 浸涂、溶胶-凝胶施加、电化学沉积、仿生涂覆、热等压涂覆、或者等离子体喷涂到所述催化 性中间层上。
[0076] 在一些实施中，所述保护性外层具有网状组织结构。所述保护性外层可具有蜂窝 结构。
[0077] 在一些实施中，所述保护性外层具有使得析氢反应能够在其下发生，同时防止钙 杂质毒害所述中间催化性层（催化层）的结构。
[0078] 在一些实施中，所述保护性外层具有使得能够阻止氯酸根和次氯酸根离子到达所 述中间催化性层的表面以减少或避免以下反应的结构：CIO +H20+2e = >C1 +20H ;和/或 C103 +3H20+6e = >C1 +60H。
[0079]在一些实施中，提供如本文中定义的预制阴极在用于制造氯化产物例如氯酸钠和 /或次氯酸钠的电解槽中的用途。
[0080]在一些实施中，提供包括如下的电化学工艺：将阳极和如本文中定义的预制阴极 设置在包括包含钙离子的杂质的电解质中；和在所述电解质中形成电解产物的条件下在所 述阳极和所述预制阴极之间施加电压。该工艺还可包括如本文中描述的特征的一个或多 个。
[0081]在一些实施中，提供用于制造用在氯化产物的制造中的预制阴极的方法，包括：提 供基底；在所述基底的顶上提供催化性中间层；和将保护性外层施加到所述催化性中间层 上，其中保护性外层包括钙磷酸盐化合物。
[0082]可进行所述方法以制造具有如本文中描述的一个或多个特征的预制阴极。
[0083]在一些实施中，施加所述保护性外层的步骤包括溅涂、浸涂、溶胶-凝胶方法、电 化学沉积、仿生涂覆方法、热等压涂覆和/或等离子体喷涂。
[0084]在一些实施中，提供包括如下的电化学工艺：将阳极和阴极设置在包括包含钙离 子的杂质的电解质中，其中所述阴极包括由耐腐蚀的材料组成的基底、和催化性中间层；对 于电解期，进行电解，其包括于在所述电解质中形成电解产物的条件下在所述阳极和所述 阴极之间施加电压；周期性地对于关停期将所述电解关停，其包括终止所述电压，其中所述 基底的耐腐蚀材料防止在所述关停期的每一个期间铁离子释放到所述电解质中；和在所述 电解质中以如下量提供磷酸根离子：所述量足够使得在各电解期期间，磷酸根离子与至少 一部分钙离子在所述阴极的催化性中间层上形成或者重新形成保护性外层，所述保护性外 层包括钙磷酸盐化合物。
[0085]以上工艺还可具有如在本文中描述的其它实施中描述的一个或多个特征。
[0086]在一些实施中，提供包括如下的电化学工艺：将阳极和阴极设置在包括包含碱土 金属离子的杂质的电解质中；在所述电解质中形成电解产物的条件下在所述阳极和所述 阴极之间施加电压；和在所述电解质中以如下量提供磷酸根离子：所述量足以与至少一部 分碱土金属离子在所述阴极上形成保护性外层，所述保护性外层包括碱土金属磷酸盐化合 物，并且所述量足以基本上避免碱土金属磷酸盐化合物在所述电解质中沉淀。所述碱土金 属可为钙。还注意，本文中描述的工艺的各种实施可对于不同于具体的钙的通常的碱土金 属进行。
[0087]在一些实施中，提供包括如下的电化学工艺：将阳极和阴极设置在包括杂质的电 解质中；在所述电解质中形成电解产物的条件下在所述阳极和所述阴极之间施加电压；和 保证在所述电解质中存在如下的足够的磷酸