Vistas:0 Autor:Editor del sitio Hora de publicación: 2022-09-05 Origen:Sitio
El desarrollo de materiales de electrodos en la industria de la electrólisis ha experimentado el proceso de reemplazo de tinta de piedra, aleación de plomo, metales pesados, metales preciosos, enchapado de platino basado en TI, ánodo de recubrimiento de óxido basado en TI [1]. Los electrodos recubiertos con óxido de titanio se pueden dividir en dos categorías de acuerdo con el grosor del recubrimiento. Uno es el electrodo recubierto grueso, cuyo grosor de recubrimiento es de más de 0.5 mm, principalmente que incluye electrodo de dióxido de manganeso de titanio y electrodo de dióxido de plomo de titanio; El otro es el ánodo recubierto delgado, cuyo espesor de recubrimiento varía desde unos pocos micras hasta una docena de micras. El electrodo de óxido a base de titanio pertenece al electrodo de titanio con recubrimiento delgado [2]. El ánodo de óxido basado en titanio ha reemplazado gradualmente el electrodo de grafito tradicional y el electrodo de aleación de plomo debido a su tamaño estable, larga vida útil, sin contaminación secundaria y bajo voltaje de trabajo. Existen muchos métodos para preparar recubrimientos anódicos de óxido de metal, como descomposición térmica, método sol-gel, método de pulverización de magnetrón, método de electrodeposición, método de deposición de vapor químico, etc. Con diferentes métodos de preparación, las propiedades de los recubrimientos anódicos son muy diferentes. El método de descomposición térmica es fácil de realizar el dopaje de múltiples componentes, y el proceso es simple y fácil de controlar, por lo que todavía está ampliamente preocupado. Como material de ánodo práctico, además de tener una mejor capacidad electrocatalítica, la alta durabilidad es el requisito básico del material de los electrodos. En este documento, la falla causa y las medidas de modificación de los anodos de óxido a base de titanio se analizan y resumen, con la esperanza de proporcionar ideas para el desarrollo de nuevos anodos de óxido de metal con mayor estabilidad electroquímica.
1 falla del ánodo de óxido basado en titanio Debido al ánodo en el proceso de electrólisis, cuando el voltaje aumenta muy alto y en realidad no tiene corriente, el ánodo perderá su papel, este fenómeno es la falla del ánodo. De acuerdo con el entorno operativo y las condiciones operativas del electrodo, generalmente se cree que el acortamiento de la vida o la falla de los ánodos de óxido a base de titanio son causados principalmente por las siguientes razones.
1.1 Corrosión de recubrimiento
La corrosión de recubrimiento se refiere a la pérdida de disolución de elementos activos como RU e IR en el proceso de electrólisis, lo que conduce al cambio de composición de recubrimiento y la disminución de la viabilidad. Para el recubrimiento que contiene RUOZ, es posible disolverse por oxidación electroquímica de la ecuación (1): Ru02+ 2H2O - RU04+ 4H ++ 4E (1) Referencia L3 informó que Vallet 
Método RBS (espectroscopía de retrodispersión de Rutherford) para determinar la oxidación del recubrimiento RU-TI en H. Cambio de distribución del contenido del elemento antes y después de la falla en la solución SO4. Vallet señaló que después de la falla, la disminución del contenido de Ru en el recubrimiento ocurrió en la capa delgada a 500 m de la matriz de Ti, y la densidad atómica de Ru en la capa delgada no fue suficiente para resistir el punto activo de análisis O suficiente, y No fue suficiente para mantener la conductividad metálica del óxido mixto RUO +TiO2. Esto conduce a la desactivación del electrodo. Para los recubrimientos que contienen IR02, no se encontró una reacción de disolución similar a RUO. La adsorción de iridio a O generalmente se considera reversible y tiene una estabilidad electroquímica extremadamente alta en medios ácidos, por lo que la posibilidad de disolución electroquímica de IROZ es pequeña. Sin embargo, de hecho, cuando el electrodo se avanzó en 0.5 mol/L HZSO4 a un potencial suficientemente alto (2.0 V más alto que el electrodo de hidrógeno estándar NHE), el ánodo se disuelve debido a la formación de IR04, como se muestra en la ecuación (2) . Según IR02 + 2H2O - IR04 1 + 4H 10 + 2E (2) Krysae], la vida electrolítica rápida del recubrimiento IR se puede dividir en tres etapas: la primera etapa es la etapa de adelgazamiento rápido del grosor de recubrimiento; La segunda etapa es la etapa de estabilización de disolución de iridio; En la tercera etapa, el ingrediente activo de recubrimiento es insuficiente, y el electrodo está cerca del estado de falla. Según Kristor, en el proceso de electrólisis, el óxido activo está involucrado en la reacción del electrodo para generar productos solubles, y es más probable que se produzca la disolución en la esquina de la escama de recubrimiento.
1.2 Peleo de revestimiento
Debido a la volatilización y la contracción del disolvente causado por el frío, el tratamiento térmico a menudo conduce al fenómeno de "agrietamiento" del recubrimiento de óxido de electrodo, y "agrietamiento " hace que el recubrimiento sea más propenso al pelado. (1) La corrosión de la matriz de metal conduce al pelado del recubrimiento debido al recubrimiento poroso y las grietas de la superficie, el electrolito se invade a través de las grietas de recubrimiento y la superficie de la matriz de titanio está corroída y el recubrimiento activo cae. Se ha demostrado en la literatura [6] que cuando el contenido de iones de flúor en el electrolito es 1 × 10, es suficiente dañar la matriz e incluso cuando se polariza, la matriz de titanio se disolverá. (2) Acción de lavado de gas, lo que lleva a deshonrar Zhang Qiongdeng e] para estudiar el proceso de pelado de recubrimiento de ánodo de titanio, recubrimiento de análisis electroquímico de análisis electroquímico, se produce reacción de gas, hay generación de burbujas en crecimiento, acumulación y ruptura, grietas y recubrimiento de superficie en tanto en lados respectivamente bajo el estrés de tracción cíclica pulsante y la fuerza de impacto, lo que lleva a las grietas ensanchadas para profundizarse; El esfuerzo cortante máximo aparece en la zona de deformación de plástico elástico debajo de la sangría después del impacto repetido del chorro de gotas, lo que conduce fácilmente al agrietamiento transversal entre las capas, lo que resulta en fragmentación o capa de la piel por desprendimiento de la capa.
1.3 Passivación del sustrato de titanio
La pasivación del sustrato de titanio es la causa más común de falla del ánodo del electrodo. En el proceso de uso del electrodo de óxido basado en titanio a un potencial más alto, el titanio metálico es fácil de oxidar, y la capa de transición TI02 se forma en la interfaz del recubrimiento de sustrato/óxido de titanio. Ti02 es un material semi-conductor de tipo N con brecha de banda ancha (: eg =: 3.2EV). El estado de la interfaz del recubrimiento cambiará debido a la destrucción de la estructura de recubrimiento, y el recubrimiento es semiconductor de tipo P. De esta manera, la unión PN entre el recubrimiento y la matriz conducirá directamente a la pasivación y la falla del electrodo de recubrimiento basado en titán. La resistencia del rutilo TiO2 es tan alta como 10Q, y la resistencia al recubrimiento cambia después de la falla del ánodo. Se cree que el pico del potencial del electrodo hace que la superficie del electrodo se convierta en una capa de TiO2 con alto valor de resistencia. En referencia [8], el autor probó la resistencia del ánodo Ti/Ru02-TiO2. Después de remojar en la solución HC10 durante L semanas o electrolizar en poco tiempo, la resistencia del electrodo recubierto aún estaba cerca de la de la muestra original, pero después de que comenzó la pasivación o la pasivación completa, la resistencia de la muestra aumentó casi por un orden de orden de magnitud. Hoseinien et al. [G] encontrado Ti/Ru02-IR0. Primero, la pasivación de Ti0 está relacionada con la formación de TiO2. A las 260 h, el voltaje del tanque aumenta bruscamente, y después de un tiempo muy corto (293h), el electrodo falla. En este momento, se forma una capa de transición TI02 entre la base de titanio y el recubrimiento.
1.4 recubierto "tóxico "
Los electrodos de óxido de metal a base de titanio se utilizan en síntesis electroquímica orgánica o en el campo del tratamiento orgánico, contaminante, etc., como resultado de compuestos orgánicos, en el grupo hidroxilo común (OH), grupo sulfhidrilio (SH), grupo amino (Grupo (Grupo Amino ( Nh2) y así sucesivamente, los iones grupales y de metal de transición son comunes, en la fuerte complejación, provoca que la reacción, el producto en la superficie de recubrimiento de óxido ocurra la química, la adsorción y una capa de barrera similar a un polímero se forma en el superficie del electrodo, que resultó en una reducción significativa, o incluso una desaparición completa, de la capacidad electrocatalítica del electrodo, conocido como recubrimiento "envenenamiento. ". El recubrimiento "envenenamiento " conducirá a la pasivación del electrodo, el aumento del voltaje de la celda, en cierta medida, falla del electrodo. Se menciona en la literatura [10] que Masao Takahashi, un erudito japonés, ha proporcionado una figura sorprendente: el ánodo TI/IROZ en 1 mol/L H2SO4 + L Mol/L CH3CN Solución a 40 ° C, 100 A/cm. La vida útil del ánodo debajo de la corriente es más de 99 menor que la de la solución de 1 mol/l H SO 4. Morimitsu et al. 11 informaron que la vida útil electrolítica de los anodos TI/IRO2-TAZ05 en soluciones que contenían benceno, fenol sulfonato, agua ácida, solución, era solo la de H con la misma acidez. En lo.
1.5 Otras razones
En la práctica de la planta, el daño mecánico, las condiciones de trabajo irrazonables, son las causas más probables de pasivación de electrodos o desactivación. (1) Mecánico, Daño, la mayoría típicamente, en una planta de acero, galvanizante de lámina, la tira funciona a alta velocidad, a menudo desgaste, la distancia entre el cátodo y el ánodo se vuelve muy estrecha, entre el extremo de la tira y el comienzo De la siguiente tira, las soldaduras indirectas a menudo se rompen rápidamente, lo que provoca fractura de tira y daño, mecánico, daños, dañará bien, recubrimiento activo [6]. Kamegaya [] dice que al galvanizar el acero, la superficie de recubrimiento está dañada por la escoria recolectada entre la placa de acero, el cátodo y el rodillo de contacto, por lo que debe haber un proceso de filtración continua en el proceso de electroplatación. (2) Los parámetros de la condición de trabajo no son razonables, los parámetros de la condición de trabajo tienen una gran influencia en la GE del ánodo, el cristal, el óxido de metal a base de titanio, el ánodo, el progreso de la investigación de la durabilidad y la vida del electrolito, como la composición y concentración de electrolitos, corriente, etc., densidad, temperatura de electrolitos, etc. Zhang Zhaoxian et al. [1 Hu a través del recubrimiento de titanio, ánodo, prueba de vida mejorada encontró que la alta temperatura de electrólisis y la densidad de corriente causarán, la vida útil del ánodo, acortar: electrólisis, temperatura 40 ^ c, mejorada, vida 20000h, cuando la temperatura de la electrólisis aumenta a 6o ° C, la vida mejorada es de 4000 h y disminuye a 1/5, y la densidad de corriente es de 1 a/cm. Cuando la densidad actual aumenta a 2a/cm, la vida de fortalecimiento es de 4000 h, y la vida de fortalecimiento se reduce a 1/3.
