鈦陽極是指以金屬氧化物為涂層的主要成分,以鈦為基體的陽極材料。鈦陽極又被稱為金屬陽極,是一種尺寸形狀穩定性陽極,國內外一般稱為DSA(Dimensionally Stable Anode),是一種新型、高效、節能的陽極材料。根據陽極表面涂層的厚度分類:一種為涂層厚度在幾微米與十幾微米之間的薄涂層鈦陽極,如Ir02/Ti,Sn02/Ti等:二是涂層厚度在幾百微米甚至幾毫米的厚涂層鈦陽極,如Mn02/Ti陽極。按照電化學反應過程中析出的氣體分類:析出氯氣的析氯陽極,如Ru02/Ti陽極;析出氧氣的析氧陽極,代表性陽極為Ir02/Ti陽極。
鈦陽極對基體材料的具體要求為:耐電化學腐蝕性強,具有一定的機械強度,易于加工成各種形狀,表面易于形成鈍化膜但基體本身導電性良好等特點。基體材料的主要作用是導電與載體。理論上基體可以選用任何導電材料,如鉛、銅、鎳等金屬及其合金,但最好采用閥金屬(膜金屬)。閥金屬定義為具有單向載流性能的金屬,對電子具有單向傳導的作用。閥金屬包括鈦、鉭、鈮、鋯、鎢、鋁。鉭和鈮價格昂貴,而且制備條件苛刻,工藝復雜,作為基體材料實用性較差。與鉭和鈮相比,鈦的優點是價格低廉,單位體積相對價格約是鉭的1/20,鈮的1/1 0;具有一定的機械強度,易于加工成型,如多孔板、絲網及管材等。可以根據不同的應用環境制備不同形狀的基體材料,具有較強的機加工性。自上世紀60年代鈦陽極成功研制并實現工業化應用,鈦陽極的發展歷史至今已有半個多世紀。有關鈦陽極的優點,立坤鈦業結合相關資料整理如下:
鈦陽極的優點
在長期生產與實踐中表明,與貴金屬陽極、石墨陽極相比,鈦基金屬氧化物陽極具有如下優點:
(1)設備易于操作,制備過程簡單,金屬氧化物涂層的組分與結構易于調控;
(2)對電化學反應選擇性強,電催化活性高;
(3)陽極工作電壓低,直流電耗降低10%~20%,降低能耗;
(4)m作壽命長,鈦陽極的使用壽命可達到幾年以上;
(5)選擇空間大,鈦陽極的種類繁多,應用于不同的行業領域;
(6)可以避免貴金屬陽極、石墨陽極和鉛陽極因溶解造成二次污染的問題;
(7)強耐蝕性,在一些極端工況條件下仍能正常運轉工作;
(8)尺寸穩定,在電解過程中陽極形狀保持相對穩定,槽壓相對穩定:
(9)節約貴金屬資源;
(10)高電流效率,鈦陽極具有較高的電流效率;
(11)大電流密度,有效地提高電催化降解效果:
(12)易于加工制備,根據不同的應用領域制備相應形狀的鈦陽極,可重復利用鈦基體材料。
鈦陽極因其諸多優點使其在廢水處理領域比傳統石墨陽極、貴金屬陽極具有更高的效率、穩定性、電催化活性,此外在氯堿工業、電解合成、電冶金領域、電鍍領域等也有著廣泛的應用。
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