הסבר מפורט על אנודה טיטניום

1. מהי אנודה טיטניום?

אנודה טיטניום היא אנודה בציפוי תחמוצת מתכת מבוססי טיטניום. על פי ציפויים קטליטיים שונים על פני השטח, יש לו את הפונקציה של האבולוציה חמצן ואבולוציה כלור. בדרך כלל, לחומרי אלקטרודה צריכה להיות מוליכות חשמלית טובה, שינוי קטן במוט, עמידות חזקה בפני קורוזיה, חוזק מכני טוב וביצועי עיבוד, חיים ארוכים, עלות נמוכה וביצועים אלקטרוקטליטיים טובים לתגובות אלקטרודה. טיטניום הוא כרגע משביע רצון ביותר. המתכת הנדרשת לדרישות מקיפות, בדרך כלל טיטניום טהור תעשייתי TA1\TA2

תפקידו של ציפוי תחמוצת המתכת על אנודה טיטניום הוא: התנגדות נמוכה, מוליכות טובה (המוליכות של טיטניום עצמו אינו טוב), הרכב כימי יציב של ציפוי מתכת יקר, מבנה גביש יציב, גודל אלקטרודה יציב, עמידות בפני קורוזיה טוב, חיים ארוכים, עם ביצועים אלקטרוקטליטיים טובים, אשר מועיל להפחית את overpotential של אבולוציה חמצן ותגובות האבולוציה כלור ולשמור אנרגיה חשמלית.

2. האנודות בתעשיית המתכות מחולקות לאנודות מסיסות ולאנודות בלתי מסיסות.

אנודה מסיסים ממלא את התפקיד של שכשהם יוני מתכת הולכה במהלך תהליך האלקטרוליזה, בעוד אנודה מסיס רק ממלא את התפקיד של הולכה. האנודות הבלתי מסיסות המוקדמות ביותר היו אודות גרפיט ועופרת. אנודות טיטניום החלו לשמש בתעשיות אלקטרוליזה ואלקטרוליזה כטכנולוגיה חדשה בשנות השבעים. כיום, אנודות בלתי מסיסות ניתן לחלק לשתי קטגוריות: אנודות האבולוציה כלור אנודות אבולוציה חמצן. אנודה האבולוציה כלור משמש בעיקר במערכת אלקטרוליטים כלוריד. גז כלור משתחרר מן האנודה במהלך תהליך electroplating, ולכן הוא נקרא אנודה האבולוציה כלור; אנודה של אבולוציית חמצן משמשת בעיקר במערכות אלקטרוליטים כגון סולפט, חנקתי והידרוציאניט. חמצן משתחרר מן האנודה במהלך התהליך, ולכן הוא נקרא אנודה האבולוציה חמצן. אנודה חמצן אנודה סגסוגת עופרת, אנודה טיטניום יש את הפונקציה של האבולוציה חמצן, אבולוציה כלור או שניהם על פי ציפוי קטליטי שונה על פני השטח.

3. אנודות מובילות וסגנון עופרת

אנודה מסגנון עופרת היא אנודה אבולוציה חמצן. האלקטרוליט לתגובת האבולוציה של החמצן הוא חומצה גופרתית וסולפט, המשמשת בעיקר למטלורגיה אלקטרוליטית. סוג זה של אנודה יש את הפגם כי הגודל הגיאומטרי ישתנה במהלך תהליך האלקטרוליזה. בתהליך האלקטרוליזה, מטריצת האנודה המובילה מומרת תחילה לעופרת גופרתי ולאחר מכן לתחמוצת עופרת. עופרת גופרתי היא שכבת ביניים. הוא מבודד ופועל כמחסום כימי. זה יכול להגן על מטריצת העופרת הפנימית בסביבת חומצה גופרתית. תחמוצת עופרת היא אלקטרודה במובן הממשי בשכבה החיצונית. תגובת האבולוציה של החמצן מתרחשת בתחמוצת העופרת. פוטנציאל האבולוציה של החמצן של תחמוצת עופרת הוא גבוה מאוד, והוא עולה במהירות עם הגידול של הצפיפות הנוכחית. תכונה זו של אנודה סגסוגת עופרת היא כי השכבה החיצונית שלה מחומצן. המאפיינים הטבועים בתחמוצת עופרת-עופרת נקבעים על ידי מוליך החשמל המסכן. בנוסף, במהלך תהליך האלקטרוליזה, הביצועים האלקטרוכימיים של מבנה אנודה תחמוצת עופרת מוחלש כל הזמן, ואת הדור של מתח פנימי גורם לשכבת תחמוצת ליפול. בנוסף, היווצרות של חמצן עופרת גם גורם תחמוצת להמשיך להתמוסס, כמו שכבת הביניים של חומצה גופרתית עופרת מומר תחמוצת עופרת שוב, אשר הופך חומר פעיל חדש תחמוצת השכבה החיצונית electrocatalytic, ואת מטריצת העופרת הפנימית הוא מחומצן שוב כדי ליצור שכבת מגן ביניים עופרת חדשה. לכן, במהלך תהליך האלקטרוליזה, עופרת ואלמנטים הסגסוגת שלה ממשיכים להתמוסס לתוך האלקטרוליט ולזרז כדי לגרום לזיהום פתרון וזיהום מוצר קתודי.

4. אנודה טיטניום

אנודות טיטניום אין את החיסרון של הנחתה ממדית מכנית לעומת אנודות גרפיט אנודות סגסוגת עופרת, ולכן הם נקראים גם אנודות יציבות ממדית. אנודות טיטניום יש את היתרונות הבאים: ממדים גיאומטריים יציבים; מגוון צורות גיאומטריות; יציבות מעולה של תכונות אלקטרוכימיות וכימיות; פעילות אלקטרוקטליטית מעולה; פוטנציאל אנודה נמוך ותת-רגישות לשינויים בצפיפות המעגלים; חיסכון באנרגיה ואלקטרוליזה ממושכת חיי השירות של הנוזל; ללא תחזוקה; חיים ארוכים (חשוב מאוד); מוצרי קתודה באיכות גבוהה (ללא זיהומים או מעט מאוד זיהומים, מיקרו-מבנה אחיד, כגון נחושת אלקטרוליטית, אבץ, ניקל). אנודה טיטניום הוא מבנה מרוכב שכבה כפולה המורכב מצע מתכת ציפוי על המצע. מצע הטיטניום משמש כמנצח, והציפוי מתפקד כזרז אלקטרוכימי לתגובת האבולוציה של החמצן/כלור. פוטנציאל האבולוציה של חמצן/כלור בציפוי זה נמוך, ופוטנציאל האבולוציה של החמצן/כלור כמעט ולא משתנה עם הצפיפות הנוכחית. מוליך מבוסס טיטניום הוא חומר קבוע עם חיי ציפוי ארוכים. ניתן להשתמש בו כדי להשיג מוצרי קתודה טהורים כמעט לחלוטין ללא זיהום וחיסכון באנרגיה.