Cos'è un elettrodo in titanio?

L'elettrodo di titanio è un tipo di elettrodo che utilizza il titanio metallico come substrato e infine forma un rivestimento di ossido con attività elettrocatalitica sul substrato di titanio mediante sinterizzazione e ossidazione. A causa della sua stabilità dimensionale fisica durante l'uso, è anche chiamato Dimensionally Stable Anode (DSA in breve).

In base alla composizione chimica e alle principali proprietà elettrochimiche del rivestimento, gli elettrodi in titanio possono essere approssimativamente suddivisi nelle seguenti tre categorie:

▲ Elettrodo in titanio rivestito in rutenio

Questo tipo di elettrodo ha un basso potenziale di evoluzione del cloro e un alto potenziale di evoluzione dell'ossigeno ed è utilizzato principalmente in varie occasioni di analisi del cloro, come l'industria del cloro-soda, la protezione catodica, ecc. Questo tipo di rivestimento dell'elettrodo include il rivestimento originale in rutenio-titanio ( Ru-Ti) e Ru-Ir-Ti, Ru-Co-Ti, Ru-Co-Sn-Ti, Ru-Sn-Ti, Ru-Si-Ti, Ru-Ti-Zr, Ru-Ti-La, Ru -Ti-Ce e altri rivestimenti.

▲Elettrodo in titanio non rivestito in rutenio

Il rutenio è un metallo prezioso con un prezzo elevato e riserve limitate in natura. Per ridurre la quantità di Ru o addirittura sostituirlo completamente, è stato sviluppato un elettrodo in titanio rivestito non a base di rutenio. Questo tipo di elettrodo ha generalmente un elevato potenziale di sviluppo di ossigeno. Gli elettrodi di maggior successo includono elettrodi di titanio rivestiti di stagno-antimonio, elettrodi di titanio rivestiti di spinello Co3O4 ed elettrodi di titanio rivestiti di ossido di palladio.

▲Elettrodo in titanio rivestito di iridio

In alcuni processi elettrolitici, come l'estrazione elettrolitica di metalli non ferrosi, l'industria galvanica e la riduzione elettrochimica per produrre materia organica, ecc., la reazione di progettazione dell'anodo è una reazione di evoluzione dell'ossigeno, quindi si spera di sviluppare un materiale anodico con basso sviluppo di ossigeno sovrapotenziale, rivestimento di iridio È in questo contesto che sono stati sviluppati gli elettrodi di titanio a strati. Tali rivestimenti di elettrodi includono Ir-Co, Ir-Ta, Ir-Sn, Ir-Ta-Co, Ir-Ru-Pd-Ti e altri rivestimenti. Tra questi, l'elettrodo in titanio rivestito con Ir-Ta è l'elettrodo per l'evoluzione dell'ossigeno di maggior successo.

■ Decomposizione termica

Il metodo di decomposizione termica di solito dissolve i composti di sali metallici in solventi organici o soluzioni acquose, ricopre la soluzione sul substrato di titanio, volatilizza il solvente mediante riscaldamento e quindi sinterizza ad alta temperatura per decomporre e ossidare i sali per ottenere un rivestimento di ossido. I metodi di rivestimento includono spruzzatura, laminazione o spazzolatura. Il rivestimento a spruzzo e a rullo ha un alto grado di meccanizzazione, è adatto per la produzione industriale su larga scala e ha un buon ambiente di lavoro. Il rivestimento è relativamente uniforme, ma lo spreco di liquido di rivestimento è relativamente grande. Il rivestimento a pennello è generalmente adatto per la produzione su piccola scala. Questo metodo richiede attrezzature semplici e una minore perdita di liquido di rivestimento, ma l'intensità del lavoro è elevata, l'ambiente di lavoro è scarso e il rivestimento ottenuto spesso non è abbastanza uniforme. Utilizzando il metodo della decomposizione termica, è possibile preparare facilmente elettrodi di ossido con componenti multipli e prestazioni eccellenti controllando la formulazione del rivestimento [2,3].

■Metodo sol-gel

Il metodo sol-gel è un metodo emergente per la preparazione di rivestimenti basato sul principio della chimica dei colloidi. Può preparare rivestimenti di elettrodi con grani ultrafini, che aumentano notevolmente l'area superficiale specifica della superficie dell'elettrodo [4,5]. Il processo generale di preparazione degli elettrodi di titanio con questo metodo consiste nel disperdere composti metallo-organici (come alcossidi metallici) o composti inorganici in solventi, generare monomeri attivi attraverso l'idrolisi e polimerizzare monomeri attivi per formare sol e rivestire i sol su Sul substrato di titanio, il film di sol viene essiccato per ottenere un film di gel, quindi sinterizzato a una certa temperatura per ottenere un rivestimento. Rispetto al tradizionale metodo di decomposizione termica, il rivestimento dell'elettrodo preparato con questo metodo è uniforme, la grana è più fine e non vi è quasi alcuna crepa, il che ha attirato molta attenzione negli ultimi anni.

■Elettrodeposizione

Il metodo di elettrodeposizione viene utilizzato per preparare elettrodi di titanio rivestiti. Generalmente, un elettrodo insolubile viene utilizzato come anodo e il titanio metallico pretrattato viene utilizzato come catodo. Viene elettrolizzato in una soluzione contenente corrispondenti ioni metallici e gli ioni metallici vengono depositati sul catodo metallico in titanio. Dopo l'essiccazione, quindi ad alta temperatura L'elettrodo rivestito in titanio è ottenuto per sinterizzazione. I rivestimenti ottenuti con questo metodo sono generalmente relativamente uniformi e densi. Lo svantaggio di questo metodo è che il processo è complicato e non è facile realizzare un elettrodo uniforme di ampia area.

■Metodo dello sputtering

Il film preparato con il metodo sputtering è denso e ha una forte forza di legame con il substrato. Tuttavia, questo metodo richiede l'utilizzo di attrezzature speciali, il processo di preparazione è relativamente complicato e il liquore madre viene sprecato di più, quindi non è adatto per la produzione su larga scala industrializzata.

1. Scegli il materiale di base in titanio di tipo TA1 e assicurati che la superficie della piastra sia liscia e liscia, senza graffi profondi e incompletezza.

2. Eseguire la lavorazione meccanica sul substrato di titanio selezionato ed elaborarlo nelle specifiche e nelle dimensioni richieste dai clienti.

3. Perform annealing and leveling treatment on the titanium substrate at a temperature >500 gradi. (Per eliminare lo stress e garantire planarità.)

4. Durante il trattamento di ricottura e livellamento, sulla superficie del substrato di titanio si formerà uno strato denso di ossido di titanio, che verrà lucidato meccanicamente o manualmente per conferire alla superficie una lucentezza metallica di titanio.

5. Utilizzare una concentrazione del 10% di acido ossalico per decapare e corrodere il substrato di titanio ed eseguire diverse ore in uno stato leggermente bollente, in modo che lo strato di ossido superficiale sia inciso sulla superficie dell'idruro di titanio.

6. Eseguire una ragionevole configurazione qualitativa e quantitativa di una soluzione di metallo prezioso in base all'ambiente anodico applicato dal cliente.

7. Verificare che il materiale di base in titanio decapante sia qualificato, ovvero che lo strato superficiale sia una struttura butterata uniforme grigia, quindi eseguire il rivestimento manuale, sinterizzare in base alla temperatura appropriata impostata, raffreddarsi naturalmente dopo la sinterizzazione fuori dal forno e applicare il secondo rivestimento quando si raffredda a temperatura ambiente Spremere, e così via, fino a più di 17-20 volte per applicare la soluzione di configurazione.

8. Al termine della sinterizzazione delle suddette parti lavorate, il test dell'esperimento di vita viene eseguito con il pezzo di prova del forno e il test viene qualificato e confezionato per la consegna.

1. Produzione elettrolitica di ipoclorito di sodio nell'industria dei cloro-alcali e nell'industria dei clorati

2. Acqua funzionale elettrolizzata

3. Fabbricazione di elettrodi per generatori di ipoclorito di sodio e generatori di biossido di cloro.

4. Protezione catodica

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