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鈦陽極就是鈦基金屬氧化物涂層中的陽極。根據(jù)其表面催化涂層不同分別具有析氧功能、析氯功能。一般電極材料要具有良好的導(dǎo)電性,極距變化小,耐腐蝕性強(qiáng),機(jī)械強(qiáng)度和加工性能好,壽命長,費(fèi)用低,對電極反應(yīng)具有良好的電催化性能,目前鈦是最能滿足以上綜合要求的金屬,一般采用工業(yè)純鈦TA1\TA2。
鈦陽極上的金屬氧化物涂層的作用是:電阻率低,具有良好的導(dǎo)電性(鈦本身導(dǎo)電性能不好),貴金屬涂層的化學(xué)組成穩(wěn)定,晶體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,電極尺寸穩(wěn)定,耐蝕性好,壽命長,具有良好的電催化性能,有利于降低析氧、析氯反應(yīng)的過電位,節(jié)約電能。
分類
溶性陽極和不溶性陽極
可溶性陽極在電解過程中起補(bǔ)充金屬離子和導(dǎo)電的作用,不溶陽極只起導(dǎo)電作用。最早的不溶性陽極是石墨和鉛系陽極上世紀(jì)70年代鈦陽極作為新技術(shù)開始應(yīng)用在電解和電鍍行業(yè)。目前不溶性陽極可分為兩大類:析氯陽極和析氧陽極。析氯陽極主要用于氯化物電解液體系,電鍍過程中陽極有氯氣釋放出來,因此稱為析氯陽極;析氧陽極主要用于硫酸鹽、硝酸鹽、氫氰酸鹽等電解液體系,電鍍過程中陽極有氧氣釋放出來,因此稱為析氧陽極。鉛合金陽極析氧陽極,鈦陽極根據(jù)其表面催化涂層不同分別具有析氧、析氯功能或二者功效兼有。
氯堿工業(yè)用鈦陽極
與石墨電極相比,隔膜法生產(chǎn)燒堿,石墨陽極的工作電壓為8A/DM2涂層陽極可成倍增加,達(dá)17A/DM2。這樣在同樣的電解環(huán)境下產(chǎn)品可成倍提高,而且所生產(chǎn)品的質(zhì)量高,氯氣純度高。
電鍍用鈦陽極
電鍍用不溶性陽極是在鈦基體 (網(wǎng)狀、板狀、帶狀、管狀等)上涂覆具有高電化學(xué)催化性能的貴金屬氧化物涂層,涂層中含有高穩(wěn)定性的閥金屬氧化物。新型不溶性鈦陽極具有高電化學(xué)催化能,析氧過電位比鉛合金不溶性陽極低約0.5 V,節(jié)能顯著,穩(wěn)定性高,不污染鍍液,重量輕,易于更換。 新型不溶性鈦陽極的析氧過電位也比鍍鉑不溶性陽極低,但是壽命卻提高1倍以上。廣泛用于各種電鍍中作為陽極或者輔助陽極使用,可以替代常規(guī)的鉛基合金陽極,在相同的條件下,可以降低槽電壓,節(jié)約電能消耗;不溶性鈦陽極在電鍍過程中具有良好的穩(wěn)定性(化學(xué)、電化學(xué)),使用壽命長。此陽極廣泛用于鍍鎳鍍金、鍍鉻、鍍鋅、鍍銅等電鍍有色金屬行業(yè).
鉛及鉛合金陽極
鉛合金陽極屬于析氧陽極,析氧反應(yīng)的電解液為硫酸和硫酸鹽,主要用于電解冶金。這種陽極存在電解過程中幾何尺寸會有所變化的缺陷。,在電解過程中,鉛陽極基體首先轉(zhuǎn)化成硫酸鉛,然后再轉(zhuǎn)化為氧化鉛。硫酸鉛是一個中間層,它是絕緣體,起著化學(xué)阻擋層的作用,可以在硫酸環(huán)境中保護(hù)內(nèi)層的鉛基體。氧化鉛在外層是實際意義上的電極,上面發(fā)生析氧反應(yīng),氧化鉛的析氧電位很高,并且隨著電流密度的增加迅速上升,鉛合金陽極的這種特征是由它外層物質(zhì)氧化鉛的固有特點(diǎn)—氧化鉛是電的不良導(dǎo)體所決定的。此外,在電解過程中,氧化鉛陽極結(jié)構(gòu)的電化學(xué)性能不斷衰減,其內(nèi)部應(yīng)力的產(chǎn)生導(dǎo)致氧化物一層層脫落,另外,過氧化鉛的生成也導(dǎo)致氧化物不斷溶解,作為中間層的硫酸鉛再次被轉(zhuǎn)化為氧化鉛,成為新的外層氧化物電催化活性物質(zhì),內(nèi)層的鉛基體又被氧化,形成新的硫酸鉛中間保護(hù)層。因此,在電解過程中,鉛及其合金元素不斷溶解到電解液里并沉淀造成溶液污染(溶液中化學(xué)沉淀)和陰極產(chǎn)物的污染(陰極表面的污染物電沉積,電解到銅的純度不能很好的得到保證)。
涂層鈦陽極
涂層鈦陽極,習(xí)慣稱為DSA(Dimensionally Stable Anode 尺寸穩(wěn)定陽極) ,又稱DSE(Dimensionally Stable Electrode) ,是20 世紀(jì)60 年代末發(fā)展起來的一種新型不溶性陽極材料。DSA 涂層鈦陽極主要應(yīng)用在電化學(xué)和電冶金兩大部門。
DSA 涂層鈦陽極應(yīng)用的領(lǐng)域有:氯堿工業(yè)、氯酸鹽生產(chǎn)、次氯酸鹽生產(chǎn)、高氯酸鹽生產(chǎn)、過硫酸鹽電解、電解有機(jī)合成、電解提取有色金屬、電解銀催化劑的生產(chǎn)、電解法制造銅箔、電解氧化法回收汞、水電解、二氧化氯的制取、醫(yī)院污水處理、電鍍廠含氰廢水處理、生活用水和食品用具的消毒、發(fā)電廠冷卻循環(huán)水的處理、毛紡廠染整廢水的處理,工業(yè)用水的處理、電解法制取酸堿離子水,銅板鍍鋅、鍍銠、鍍鈀、鍍金、鍍鉛、電滲析法淡化海水、電滲析法制取四甲基氫氧化銨、熔融鹽電解、電池生產(chǎn)、陰極保護(hù)、生產(chǎn)負(fù)極箔、鋁箔的陽極氧化等。應(yīng)用廣泛涉及化工、冶金、水處理、環(huán)保、電鍍、電解有機(jī)合成及其它領(lǐng)域。