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改性涂層鈦陽(yáng)極

更新時(shí)間  2024-06-13 閱讀 128

       涂層鈦陽(yáng)極材料是電化學(xué)工業(yè)中大量使用的不溶性陽(yáng)極材料,也稱(chēng)之為尺寸穩定性陽(yáng)極,即DSA涂層鈦陽(yáng)極,它以鈦金屬為基體,表面涂敷以貴金屬有機配合物或貴金屬材料為主要組分的活性涂層,是20世紀60年代未發(fā)展起來(lái)的一種新型高效電極材料。鈦陽(yáng)極用于氯堿工業(yè),現已應用于化工、冶金、電鍍、水處理、環(huán)保、海洋、陰極保護等領(lǐng)域中。

       1、氯堿工業(yè)用鈦陽(yáng)極,氯堿工業(yè)用鈦陽(yáng)極鈦電極于1968年由意大利DeNora公司用于氯堿工業(yè)生產(chǎn)中。目前,我國氯堿生產(chǎn)基本都使用鈦陽(yáng)極電槽。國產(chǎn)30型鈦陽(yáng)極電槽每臺需用鈦材210kg,同時(shí)貴金屬表面改性涂層鈦陽(yáng)極可有效提升金屬鈦材的深加工價(jià)值,實(shí)現鈦材的大產(chǎn)能。

       2、電沉積提取有色金屬用鈦陽(yáng)極,陽(yáng)極在電解冶金在濕法冶金工業(yè)中已經(jīng)占有很大的比重,采用電解治金生產(chǎn)的有色金屬有Si,Cd,Cu,Mn,Co,Cr等。電沉積提取金屬要選用合適的陽(yáng)極材料。對陽(yáng)極要求穩定、耐蝕,可長(cháng)期使用,對電解過(guò)程有良好的電催化活性,以降低陽(yáng)極反應的過(guò)電位和槽電壓。近些年來(lái)電沉積提取金屬工業(yè)已廣泛使用涂層鈦陽(yáng)極,隨著(zhù)濕法冶金技術(shù)成為主流技術(shù),貴金屬表面改性涂層鈦陽(yáng)極板材料必將成為這一領(lǐng)域的關(guān)鍵陽(yáng)極材料。

       3、電解法制離子水(堿性離子水和酸性離子水)鈦陽(yáng)極,國內外過(guò)去的離子水生成器的陽(yáng)極、陰極均用鈦鍍鉬電極。采用貴金屬表面改性涂層鈦陽(yáng)極板,可使電解槽處于高槽電壓下操作,產(chǎn)出高性能的堿性離子水和酸性離子水,各方面性能可與鈦鍍鉬電極相比。且貴金屬表面改性鈦陽(yáng)極板材料價(jià)格低廉,有利于規?;a(chǎn)。

       4、水處理用鈦陽(yáng)極在工業(yè)用水的處理,醫院污水的處理,電鍍工廠(chǎng)含氰廢水的處理,以及發(fā)電廠(chǎng)冷卻循環(huán)水的處理中均要采用高性能的涂層鈦陽(yáng)極材料,采用貴金屬表面改性涂層鈦陽(yáng)極材料可有效地凈化處理,使阻垢率大于90%,除垢率天于或等于94%,殺菌率大于95%,滅藻率100%,符合污水排放的相關(guān)標準。

       涂層鈦陽(yáng)極材料制備一般采用熱分解法制備,將鉑族貴金屬在合適的溶劑中攪拌溶解形成貴金屬涂層溶液,將溶液涂覆于預處理的鈦基體上,溶劑在高溫氧化過(guò)程中蒸發(fā),于350~450°C分解,在鈦金屬基體上形成幾微米到十幾微米厚的活性氧化物層。

       在熱分解過(guò)程中,金屬鈦基體表面被部分氧化形成一層薄的TOx,隔離了基體金屬和涂層材料的連接,增大陽(yáng)極電阻,影響到活性物層的電化學(xué)行為和服役壽命,同時(shí)涂層成分和涂液配比不一致,導致涂層結構成分分布不均勻,導致部分涂層混合氧化物顆粒過(guò)長(cháng),限制了高性能陽(yáng)極材料的開(kāi)發(fā)。目前涂層鈦陽(yáng)極材料仍存在一些缺點(diǎn),如貴金屬元素用量大,造成陽(yáng)極材料成本過(guò)高。貴金屬涂層和鈦基材的結合力在復雜電場(chǎng)、苛刻工況條件下急劇衰減,造成涂層脫落,基材腐蝕?;谝陨蠁?wèn)題必須在鈦陽(yáng)極板材料的制備工藝進(jìn)行改進(jìn)。


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