1. plii süsinikdioksiidi anoodi tutvustus

Tööstuse ja teaduse ning tehnoloogia pideva arenguga näitavad traditsioonilised anoodi materjalid üha enam oma piiranguid. Näiteks plaatina maksumus on liiga kõrge; grafiidi korrosioonikindlus kloorleeliste tööstuses ja hapniku evolutsioonisüsteem ei ole ideaalne ja tugevus onMadal:plii sulamist anoodide on halb korrosioonikindlus, madal elektrokatalüütilise jõudluse ja suur energiatarbimine. Nn keskkonnahoidlike materjalide (nt energiasääst, tarbimise vähendamine ja reostusvaba) nõuete kohaselt loodavad inimesed leida uusi Anote, millel on pikk eluiga, kõrge elektrokeemiline jõudlus ja sekundaarne reostus. Hapniku evolutsiooni keskkonnas on inimesed välja töötanud plii elektrooidi (PbO₂): mittestoichiomeetriline ühend, mis on hapnikuga puudulik ja sisaldab liigset pliid. Sellel on mitu kristallvormi,kasutades anoodi elektrosadestumist, et tootaβ-PbO₂, mis onOksüdeerumine, korrosioonikindlus (kõrge stabiilsus tugeva happena H₂S0₄või HN0₃), kõrge hapniku ülepotentsiaal, hea elektrijuhtivus, tugev siduv jõud, tugev oksüdeeruvus, kui elektrolüüsitud vesilahuses, võibBearsuur vool jne. Praegu on seda laialdaselt kasutatud elektroplating, sulatamise, reovee puhastamise jms valdkondades ning neid ei saa asendada paljude teiste elektroode materjalidega (nt DSA, plii, titaanistpinnakatte (plaatina).

1,1 plii vääveldioksiidi anoodiIseloomulik

Seda kasutatakse laialdaselt mitmesuguste orgaaniliste ainete elektrolüütilise ettevalmistuse ning reovee puhastamise ja kõrge puhtusastmega vee valmistamise protsessis,rakenduste vahemik on lai.Pb02 on eelised suurepärane elektrijuhtivus, hea laadimine ja heakskiidu pöörduvus ja madal hind. Seda kasutatakse laialdaselt positiivse elektrooosina plii-happepatareidele. Praegu ei ole pliisisalduse, plii-happeakude positiivse aktiivse materjali kasutusmäär kõrge ega ületa üldjuhul 50%. Hapniku evolutsiooni potentsiaal on kõrge, üldiselt 1,75 V (võrreldes kalomeli elektrooga) ning sellel on tugev väheneva jõugaettelagunemisepuhulrganicMaterjali(COD).

1,2. plii vääveldioksiidi anoodi alumine kiht

Need materjalid, mida praegu kasutatakse põhjakihina, on: plaatinataseme metallid ja nende oksiidid, tina antimoni oksiid, iriidiumi tanalum komposiitoksiidi alumine kiht jne, nende omadused on järgmised: 1) plaatinagrupi metallid ja nende oksiidid: alumine kihtHHea elektrijuhtivus, mis võib oluliselt parandada katte ja substraadi sidumist. 2) TIN-antimoni oksiid: termilise lagunemise meetodil saadud tina antimoni oksiidikiht on tihe ja ühtlane. Selle alakihi, on raske elektrolüüdi tungida titaanist pinda, hapniku aatomid või 02-. Samuti on ummistunud ioonide levik titaanist maatriksi, vältides seeläbi Ti02 teket. Lisaks on Ti02 lai sidelõhe N-tüüpi pooljuhtide. Pärast dopingu SB, ekstra Electron Sn02 võre asendatud peenelja SN Atom Sn02 võre koos ekstra Electron siseneb juhtivus bänd, mis oluliselt suurenenud elektroni kontsentratsioon juhtivuse bänd. Kuid kui SB on liiga palju, suurendatakse sn02 võre häiret ja vähendatakse sn02 elektrijuhtivust. Seetõttu on SB-i sisu seotud selle aluseks olevate tulemuste paremuse ja halvemuse põhimõtetega. See alumine kiht ka mõju vähendada sisemise stressi kate. (3) titaanist-tantaal komposiitoksiidi alumine kiht: see alumine kiht on hea juhtivuse omadused, hea korrosioonikindlus ja madal elektrokeemiline aktiivsus. Isegi kui alumine kiht on avatud elektrolüüsi käigus, ei esine elektrolüütiline reaktsioon, nii et ei ole mingit probleemi, et plaadistuse kiht peels off tõttu.

1,3 Surface ' i aktiivne kihtpliivääveldioksiidi anoodi 

PbO2 Surface ' i aktiivne kiht on tavaliselt valmistatud elektrosadestumise meetodil. Sellel on kaks kristallvormi, α ja β ning β-PbO2 on hea korrosioonikindlus ja elektrijuhtivus ning seda kasutatakse tavaliselt elektrode pindaktiivse kihina. Kuid α-PbO2 on tugev siduv jõud ja selle O-O aatomvahemaa on vahel "alumine kiht" ja β-PbO2, mis võib toimida puhverfusioonina, vähendada elektrosadestumise moonutusi ja suurendada afiinsus pinna ja alumine kiht. Seetõttu, elektroplating protsessi, α-tüüpi PbO2 saab hoiule tugeva leeliseliste tingimuste esimene, ja β-tüüpi PbO2 saab hoiule happeliste tingimuste parandada eluiga elektrode.

2. plii süsinikdioksiidi titaanist-põhiste elektrode taotlusväljad

Hapniku evolutsiooni keskkonnas on plii elektroodidOnArenenud. PbO2 on mittestoichiomeetriline ühend, mis on hapnikuga puudulik ja sisaldab liigset pliid. Sellel on erinevad kristallvormid. Korrosioon (suurem stabiilsus tugevas Happes H2S04 või HN03), kõrge hapniku ülepotentsiaal, hea elektrijuhtivus, tugev siduv jõud, tugev oksüdeeruvus, kui elektrolüüsitud vesilahuses, võibBearsuur vool jne,See on Väga paljulubav. Praegu on seda laialdaselt kasutatud elektroplating, sulatamise, jäätmete vee töötlemine, katde anti-korrosioon jne, mida ei saa asendada paljude teiste elektrode materjalidega (nt DSA, plii, titaanist plaatinat).

Plii dioksiidi elektroodide madal resistivity, stabiilne keemilised omadused, hea korrosioonikindlus, hea elektrijuhtivus, ja saab kasutada suurte hoovused. Neid kasutatakse laialdaselt erinevate orgaaniliste ja anorgaaniliste ainete elektrolüütilise ettevalmistuse, reovee puhastamise ja kõrge puhtusastmega vee valmistamise protsessidega. Rakenduse väli on väga lai.

2,1 anorgaaniline keemiatööstus

2.1.1C(hlorate),PbO2 elektrode on kasutatud klooritööstuses pikka aega. Bromaadi ja jodaadi vesilahused tootmine PbO2 elektroodide abil on suhteliselt küps, eriti jodaadi vesilahused. Tänu pinna struktuurile PbO2 elektroodid, lisaks elektrokeemiliste reaktsioonide, see mängib ka katalüütilise rolli.

2.1.2 elektrolüüsitud H2O2

H2O2, mida toodetakse elektrolüüsi teel, kasutab PT elektroinina. Mõned inimesed on uurinud MnO2, Fe3O4, grafiidi jne kasutamist anoodi materjalides, kuid nad ei ole olnud edukad ja PbO2 kui anoodi on saavutanud hea majandusliku kasu. Kuna PbO2 elektrode hapnikusisaldus on veidi madalam kui PT, inimesed on teinud uuringuid asendamine PT elektrode PbO2 elektrode. II maailmasõja ajal Jaapanis puudus plaatina ja H2O2 oli sõjaline vajadus, nii in 1944-1945, see mõistis industrialiseerimine substraat-Free PbO2 elektroodid asemel PT põhinev H2O2.

2,2 orgaaniline keemiatööstus

Kohaldamine PbO2 elektroodide orgaanilise sünteesi ei ole nii küps kui anorgaanilise sünteesi rakendused, ja paljud on veel uuritakse.

2.2.1 kloroformiga. 

Kloroformi valmistamisel kasutatakse PbO2 elektroodit kalli PT elektroodide asemel. Efekt on ideaalne. Kõige sobivamad tingimused kloroformi elektrosünteesi: NaCl 300g/L, EtOH 25 ml/L, PH 8 ~ 10, temperatuur 60 ~ 70 ° c; Anoodi praegune tihedus on 0,3 kuni 0.5 a/m2, praegune tõhusus on 80% kuni 90%, raku pinge on 5V, konverteerimiskurss on 98% kuni 99% ja puhtus on 99,5% kuni 99,9%. Bromoformi valmistamisel on praegune efektiivsus 92,5%, plaatina on 87% ja grafiit 86%. PbO2 on kõige tõhusam anoodi materjal jodoform elektrosünteesi. Praegune tõhusus on 90% ja anoodi kaotus on tühine.

2.2.2. isobutüülhape

Tööstuslikult on isobutüülhape valmistatud KMnO ' st₄isobutanooli leeliselises keskkonnas oksüdeerunud ja puhastatud, et toota 1t isobutüülhapet. Lisaks peamisele tooraine isobutanoolile vajab see veel 3,2 tKMnO4, 1,6 tH2SO4, abimaterjalid nagu 0,3 tNa2CO3 on kõrge hinnaga ja toodavad peaaegu 2tMnO2 jäätmete jääke, mis rebib keskkonda. Plii baasil pliindioksiidi elektroodide kasutamine isobutanooli kaudseks oksüdeerumiks isobutüülhappes vähendab keskkonnasaastet.

2.2.3 reovee töötlemine

Titaanist põhinevaid PbO2 elektroodide kasutatakse raskesti lagunemisvõimelised orgaaniliste saasteainete, bio-mürgiste saasteainete ja kõrge temperatuuriga orgaaniliste reovee ravimiseks. 10 mg/L metüüloranži lahuse lagunemine titaanil põhineva PbO2 elektroidiga näitas, et metüüloranži eemaldamise määr oli peaaegu 100%, kui seda raviti jooksva tihedusega 36 mA/cm 12 min ja hNagusuurema elektrokatalüütilise aktiivsusega. . Kasutades uut PbO2 elektrooga nitrobenseeni reovee ravimiseks, leiti, et PbO2 elektrooil oli suurem COD eemaldamise kiirus kui tavalise grafiidi elektrooidiga. Pärast 5 tundi elektrolüüsi oli COD eemaldamise määr kuni 65%. Kõrge elektrolüüsi tõhusus on peamiselt tingitud kõrge hapniku evolutsiooni potentsiaal PbO2 elektroode. All inversioonvoltamperomeetria polarisatsioon, pinna PbO2 elektroode on kalduvus genereerida · OH, mis reageerivad nitrobenseeniga, mis rändas elektroode pinnale. Aine ti/PbO2 anoodi elektrokatalüütilise oksüdeerumise tunnused. Eksperimentaalsed tulemused näitavad, et elektrode näitab head elektrokatalüütilist aktiivsust fenooli lagunemisel ja on hea keskkonnakaitse rakenduste väljavaated. PbO2 elektrode näitas head katalüütilist jõudlust aniliini lagunemise. 3 tunni jooksul võib aniliini saada kõrgema eemaldamise kiirust. Samal ajal näitas PbO2 elektrode ka head stabiilsust ja kasutusiga. Uuringute tulemused hüdroksüstüreeni reovee ravi PbO2 elektroode tõestada, et see võtab tavaliselt ainult 3 ~ 6h täielikult lagunemas see anorgaanilise või CO2.

MetallistHaSmittevõrreldavad mehaanilised omadusedvõrreldes muud materjalid, mis muudab kõige atraktiivsemaks valiku substraadietteelektrode. Kuid mitte kõik metallid ei sobi plii-elektrode substraadiks. See peab olema ventiili kujulised metallist, millel on mitestavaid voolu kandeomadused, nagu ti, ta, NB, ZR jne. Eespool nimetatud metallide, ta on parim korrosioonikindlus ja madala resistivity, ja on parim materjal kasutamiseks substraadina tulemuslikkuse seisukohast. Kuid kuna ta on kõrge afiinsusega hapniku, see üldiselt peab olema anotoksiline keskkond, ja ta metall on kallis, nii et seda ei kasutata tavaliselt tegelik tootmine. Ti on odav, on madal tihedus, kõrge tugevus, ja on soojuspaisumise kiirus lähedal plii süsinikdioksiidi. Seetõttu valitakse ti tavaliselt pliisisalduse elektroidi substraadina. Titaanist substraat võtab üldjuhul vastu võrgusilma struktuuri. Seda sellepärast, et ti võrk on karm ja kindlalt ühendatud elektrohoiustatud kiht. Plii elektrolüüdi põhineb ti võrgusilma võib vähendada vastupanu elektrolüütide voolu ja parandada praegust efektiivsust, eriti suure voolu tihedus tõhusalt vältida elektrode ülekuumenemist.