Metalloksiid-titaanelektroodide klassifitseerimine ja valmistamine

1. Metalloksiidelektroodide klassifikatsioon

Kasutatakse metalloksiidelektroodi (nimetatakse ka DSA-elektroodiks).titaansubstraadina ja selle pinnale valmistatakse ette teatud paksusega metalloksiidkate. Kate koosneb peamiselt plaatinarühma metallioksiididest ja seejärel muudest inertsete metallide oksiididest, nagu TiO₂, Ta₂0₅jm lisatakse. Klassifitseerimismeetodeid on palju.

Komponentide arvu järgi võib selle jagada ühikkatteks (nagu PbO/Ti, MnO2/Ti jne), kaheks pinnakatteks (nt Ti0₂Ru0₂/Ti, lr0₂Ta₂0₅/Ti jne kolmekomponentsed katted (nagu RuIrTi/ Ti, RuCoTi/Ti, RuSnTi/Ti, RuSnlr/Ti jne), kvaternaarsed katted (nt RuIrSnTi/Ti) ja viiekomponendilised katted (nt RuIrSnCoTi/Ti ), jne.

Elektroodkatte peamiste aktiivsete komponentide järgi võib selle jagada mangaanipõhisteks anoodideks, pliipõhisteks anoodideks, ruteeniumipõhisteks anoodideks ja iriidiumipõhisteks anoodideks. Nagu on näidatud tabelis 1.1.

Tab1.1 DSA klassifikatsioon ja rakendamine

Vastavalt elektroodi pinnal toimuvale põhireaktsioonile jaguneb see peamiselt kloori eraldamiseks mõeldud elektroodideks (peamiselt kaetud ruteeniumiga, nagu Ti02Ru02/Ti) ja hapniku eraldumise elektroodideks (peamiselt kaetud iriidiumiga, näiteks Ir02Ta205/Ti). Metalloksiidelektroodide puhul kasutatakse enamasti termilist oksüdatsiooni, et saada titaansubstraadil teatud paksusega metalloksiidi.

1.1 Titaanist aluspinna eeltöötlus

Enne metalloksiidi värvimist tuleb läbi viia titaansubstraadi pinnatöötlus. Selle eesmärk on eemaldada aluspinna pinnalt õliplekid ja oksiidkile, et põhimik oleks aktiivses olekus, et parandada katte ja titaansubstraadi vahelist sidumisjõudu, parandada elektroodi juhtivust ja pikendab elektroodi kasutusiga.

Titaansubstraadi eeltöötlus koosneb järgmistest etappidest: liivaprits, rasvaärastus, happega söövitamine, puhastamine ja kuivatamine.

1.2 Liivapritsiga töötlemine titaansubstraadi pinnal toimub suruõhu jõul ning väikesed liivaosakesed (või metalligraanulid) pihustatakse titaansubstraadi pinnale kiire õhuvoolu ja teatud kaldenurgaga. Kattekiht) langeb titaanpinnalt maha, et saada ühtlane aukudega pind.

1.3 Pärast liivapritsiga töötlemist on titaanaluspinna pinnal õliplekke. Lahustiga rasvaärastus (või elektrolüütiline rasvaärastus) on vajalik seni, kuni aluspinna pind on vaba õlilistest veepiiskadest. Vastasel juhul vähendab õli olemasolu oluliselt katte ja aluspinna vahelist sidumisjõudu. Happesöövitus seisneb rasvaärastusaine titaansubstraadi sukeldamises 0,1 kg/l oksaalhappe lahusesse (või HF lahusesse) ja söövitamiseks 1–3 tunniks keevas olekus. Röntgendifraktsioonianalüüsi järgi eksisteerisid pärast happepesu titaanmaatriksi faasistruktuuris koos titaanhüdriid ja oksiidid (nagu on näidatud joonisel 1.2). Pinnal moodustunud titaanhüdriidi koostis on TiH1,79 lähedane ja selle vaba moodustumise energia on 82.9-85,9 kj/mol ning koostis on üsna stabiilne. Lisage 2 tundi 200 kraadi juures, selle põhikoostis võib siiski jääda muutumatuks, mis on pikaajaliseks säilitamiseks väga kasulik. Katte sidumisjõu ja juhtivuse parandamiseks on peitsitöötlus väga oluline ja see on oluline samm titaansubstraadi pinnaaktiveerimise saavutamiseks.

Üldiselt on väärismetallide ja nende oksiidide sidumisjõud titaanoksiidiga suurem kui nende sidumisjõud puhta titaaniga. Seetõttu tuleb lisaks titaansubstraadi söövitamisele enne katmist aktiveerida titaansubstraadi pind, et muuta see poorseks. Titaanoksiidi kiht, seega on maatriksi töötlemise protsess tegelikult titaanmaatriksi metalli aktiveerimise protsess. Pärast titaansubstraadi liivapritsi, rasvaärastuse ja happega töötlemist on pinnal erineva sügavusega süvendid. Nende süvendite olemasolu aitab parandada katte ja aluspinna nakketugevust. Enne katmist tuleb titaanist aluspinda puhastada ultraheliinstrumendiga, et eemaldada süvendisse ja aluspinna pinnalt ladestunud pulber ja mustus. Kuna oksaalhappega söövitamisel toodetakse titaanoksalaati ja kinnitatakse see titaansubstraadi pinnale. Kui titaansubstraat võetakse happepaagist välja, on setete eemaldamine lihtsalt loputamisega võimatu, vastasel juhul mõjutab see katte ja titaansubstraadi nakketugevust. Puhastatud titaansubstraat tuleks hilisemaks kasutamiseks panna destilleeritud vette, et vältida titaansubstraadi oksüdeerumist. Enne avamist. Titaansubstraadi pinnal olev niiskus ja mikropoorid tuleb kuivatada. Vastasel juhul interakteerub küpsetamata vesi katmise ajal kattelahuses oleva titaansoolaga (või tinasoolaga), tekitades sadet, mis põhjustab katte mahakukkumise ja mõjutab elektroodi kasutusiga.

2. Elektroodi ettevalmistamine

Protsessi parameetrid, nagu kattelahuse koostis, kattelahuse kontsentratsioon, kuivamistemperatuur ja -aeg ning termilise oksüdatsiooni temperatuur ja aeg, mõjutavad otseselt elektroodi jõudlust. Harjamiskordade arv ja kattelahuse kontsentratsioon on seotud harjamise hulgaga; termilise oksüdatsiooni aegade arv, aeg ja temperatuur mõjutavad elektroodi elektrokeemilist jõudlust ja korrosioonikindlust. Vähem termiline oksüdatsiooniaeg, madal temperatuur ja lühike aeg, mille tulemuseks on katte mittetäielik oksüdatsioon ja oksiidide ebaühtlane kristallisatsioon, mis vähendab elektroodi katalüütilist jõudlust ja kasutusiga; samal ajal kui termilise oksüdatsiooni arv suureneb, temperatuur tõuseb ja aeg pikeneb, põhjustab see titaanmaatriksi oksüdeerumist ja oksiidiosakeste arvu suurenemist, mis vähendab ka elektroodi katalüütilist jõudlust ja vähendab elektroodi kasutusiga. . Seetõttu tuleks pärast paari harjamist kasutada termilise oksüdatsiooniga katmisprotsessi eeldusel, et see ei mõjuta katte toimivust, et vähendada termiliste oksüdeerumiste arvu. Lisaks tuleks ettevalmistusprotsessis tähelepanu pöörata järgmistele punktidele:

2.1 Iga kord, kui värvite, peab kate olema õhuke ja ühtlane. Kattelahust kantakse tavaliselt umbes 15 kuni 18 korda, et vältida kattelahuse suurt kogunemist või aglomeratsiooni aluspinna pinnale.

2.2 Infrapunalambi all aurustub lahusti aeglaselt ja temperatuur määratakse vastavalt lahusti keemistemperatuurile; Aeg on sobiv lahusti täielikuks aurustumiseks, et vältida lahusti karboniseerumist kõrgel temperatuuril ja mõjutada katte toimivust.

2.3 Täielikult kuivanud elektrood saadetakse muhvelahju ning oksüdatsioonitemperatuur ja aeg määratakse vastavalt katte koostisele, tavaliselt 5-15 minutit.

2.4 Pärast elektroodi termilist oksüdeerimist tuleb see enne järgmist harjamist jahutada toatemperatuurini, et vältida oksiidkatte kahjustamist külma ja kuumuse poolt.

2.5 Pärast harjamise ja kuivatamise lõpetamist oksüdeerige elektroodi katte täielikuks oksüdeerimiseks muhvelahjus 1 tund.

Kuum tags: metalloksiid-titaanelektroodide klassifitseerimine ja ettevalmistamine, Hiina, tootjad, tarnijad, tehas, kohandatud, hulgimüük, madal hind, laos