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钛阳极上的金属氧化物涂层的作用

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@小白创作中心

钛阳极上的金属氧化物涂层的作用

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https://www.yianteng.com/newsinfo/7566211.html

钛阳极是一种在工业电解过程中广泛应用的高性能电极材料。它通过在钛基体上涂覆金属氧化物涂层,不仅克服了传统电极材料的诸多缺点,还显著提高了电解效率和产品质量。本文将详细介绍钛阳极的工作原理、主要优势及其在氯碱工业和电镀等领域的具体应用。

钛阳极就是钛基金属氧化物涂层中的阳极。根据其表面催化涂层不同分别具有析氧功能、析氯功能。一般电极材料要具有良好的导电性,极距变化小,耐腐蚀性强,机械强度和加工性能好,寿命长,费用低,对电极反应具有良好的电催化性能,目前钛是最能满足以上综合要求的金属,一般采用工业纯钛TA1\TA2 钛阳极上的金属氧化物涂层的作用是:电阻率低,具有良好的导电性(钛本身导电性能不好),贵金属涂层的化学组成稳定,晶体结构稳定,电极尺寸稳定,耐蚀性好,寿命长,具有良好的电催化性能,有利于降低析氧、析氯反应的过电位,节约电能。

钛阳极具有以下显著优势:

  1. 工作寿命长:在氯碱工业中,钛阳极的使用寿命可达6年以上,远超石墨阳极的8个月。

  2. 避免污染:钛阳极不会溶解,不会对电解液和阴极产物造成污染,从而提高金属产品的纯度。

  3. 提高电流密度:钛阳极的工作电流密度可达17A/dm2,是石墨阳极的两倍以上,在相同条件下可使产量翻倍。

  4. 改善电解槽性能:采用钛阳极后,电解槽可在高温、高电流密度下操作,同时降低电能消耗,加快化学反应速度。

  5. 降低能耗:钛阳极的低过电位特性、气泡易于排除等特点,使电解槽槽电压显著降低,直流电耗可降低10%~20%。

  6. 尺寸稳定:电解过程中电极间距离保持稳定,确保电解操作在恒定槽电压下进行。

  7. 提高电流效率:避免了铅阳极变形导致的短路问题。

  8. 重量轻:减轻了劳动强度,便于操作。

  9. 制作容易:可实现高精度制作。

  10. 耐腐蚀性强:可在强腐蚀性环境中稳定工作。

  11. 基体可重复使用:钛基体可多次反复使用,降低整体成本。

  12. 促进新技术发展:钛阳极的出现推动了氯碱工业中离子膜电解技术的发展和应用。

可溶性阳极与不溶性阳极

可溶性阳极在电解过程中主要起到补充金属离子和导电的作用,而不溶性阳极仅起到导电作用。最早的不溶性阳极是石墨和铅系阳极,直到上世纪70年代,钛阳极作为新技术开始在电解和电镀行业广泛应用。目前,不溶性阳极主要分为析氯阳极和析氧阳极两大类。析氯阳极主要用于氯化物电解液体系,而析氧阳极则用于硫酸盐、硝酸盐等电解液体系。

氯碱工业中的应用

与石墨电极相比,钛阳极在隔膜法生产烧碱时表现出显著优势。石墨阳极的工作电压为8A/dm2,而钛阳极可达到17A/dm2,产品产量可成倍提高,且产品质量更优。

电镀行业的应用

电镀用钛阳极是在钛基体(网状、板状、带状、管状等)上涂覆具有高电化学催化性能的贵金属氧化物涂层,涂层中含有高稳定性的阀金属氧化物。这种新型不溶性钛阳极具有以下特点:

  • 析氧过电位比铅合金不溶性阳极低约0.5V,节能效果显著
  • 稳定性高,不污染镀液
  • 重量轻,便于更换
  • 寿命是镀铂不溶性阳极的两倍以上

新型不溶性钛阳极广泛应用于镀镍、镀金、镀铬、镀锌、镀铜等有色金属电镀行业,可以替代传统的铅基合金阳极。在相同条件下,可以降低槽电压,节约电能消耗;同时,钛阳极在电镀过程中具有良好的化学和电化学稳定性,使用寿命长。

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