¿Qué es un electrodo de titanio?

El electrodo de titanio es un tipo de electrodo que utiliza titanio metálico como sustrato y finalmente forma una capa de óxido con actividad electrocatalítica sobre el sustrato de titanio mediante sinterización y oxidación. Debido a la estabilidad de su dimensión física durante el uso, también se le llama ánodo dimensionalmente estable (DSA, por sus siglas en inglés).

De acuerdo con la composición química y las principales propiedades electroquímicas del recubrimiento, los electrodos de titanio se pueden dividir aproximadamente en las siguientes tres categorías:

▲Electrodo de titanio recubierto de rutenio

Este tipo de electrodo tiene un sobrepotencial de baja evolución de cloro y un alto sobrepotencial de evolución de oxígeno y se utiliza principalmente en diversas ocasiones de análisis de cloro, como la industria cloroalcalina, protección catódica, etc. Este tipo de revestimiento de electrodo incluye el revestimiento original de rutenio-titanio ( Ru-Ti) y Ru-Ir-Ti, Ru-Co-Ti, Ru-Co-Sn-Ti, Ru-Sn-Ti, Ru-Si-Ti, Ru-Ti-Zr, Ru-Ti-La, Ru -Ti-Ce, y otros recubrimientos.

▲Electrodo de titanio sin rutenio

El rutenio es un metal precioso con un precio elevado y reservas limitadas en la naturaleza. Para reducir la cantidad de Ru o incluso reemplazarlo por completo, se desarrolló un electrodo de titanio recubierto sin base de rutenio. Este tipo de electrodo tiene generalmente un alto sobrepotencial de evolución de oxígeno. Los electrodos más exitosos incluyen electrodos de titanio recubiertos de estaño y antimonio, electrodos de titanio recubiertos de espinela Co3O4 y electrodos de titanio recubiertos de óxido de paladio.

▲Electrodo de titanio recubierto de iridio

En algunos procesos electrolíticos, como la extracción electrolítica de metales no ferrosos, la industria de galvanoplastia y la reducción electroquímica para producir materia orgánica, etc., la reacción de diseño del ánodo es una reacción de evolución de oxígeno, por lo que se espera desarrollar un material de ánodo. con sobrepotencial de baja evolución de oxígeno, recubrimiento de iridio Es en este contexto que se desarrollaron los electrodos de titanio en capas. Dichos revestimientos de electrodos incluyen Ir-Co, Ir-Ta, Ir-Sn, Ir-Ta-Co, Ir-Ru-Pd-Ti y otros revestimientos. Entre ellos, el electrodo de titanio recubierto de Ir-Ta es el electrodo de evolución de oxígeno más exitoso.

■descomposición térmica

El método de descomposición térmica generalmente disuelve los compuestos de sal metálica en solventes orgánicos o soluciones acuosas, recubre la solución sobre el sustrato de titanio, volatiliza el solvente por calentamiento y luego sinteriza a alta temperatura para descomponer y oxidar las sales y obtener una capa de óxido. Los métodos de recubrimiento incluyen rociado, rodillo o cepillado. El recubrimiento por pulverización y laminación tienen un alto grado de mecanización, son adecuados para la producción industrial a gran escala y tienen un buen ambiente de trabajo. El recubrimiento es relativamente uniforme, pero el desperdicio de líquido de recubrimiento es relativamente grande. El recubrimiento con cepillo es generalmente adecuado para la producción a pequeña escala. Este método requiere un equipo simple y menos pérdida de líquido de recubrimiento, pero la intensidad del trabajo es alta, el entorno de trabajo es deficiente y el recubrimiento obtenido a menudo no es lo suficientemente uniforme. Usando el método de descomposición térmica, los electrodos de óxido con múltiples componentes y un excelente rendimiento se pueden preparar fácilmente controlando la formulación del recubrimiento [2,3].

■método sol-gel

El método sol-gel es un método emergente para preparar recubrimientos basado en el principio de la química coloidal. Puede preparar recubrimientos de electrodos con granos ultrafinos, lo que aumenta en gran medida el área superficial específica de la superficie del electrodo [4,5]. El proceso general de preparación de electrodos de titanio por este método consiste en dispersar compuestos orgánicos metálicos (como alcóxidos metálicos) o compuestos inorgánicos en solventes, generar monómeros activos mediante hidrólisis y polimerizar monómeros activos para formar soles y recubrir los soles en el sustrato de titanio, la película de sol se seca para obtener una película de gel y luego se sinteriza a cierta temperatura para obtener un recubrimiento. En comparación con el método de descomposición térmica tradicional, el revestimiento del electrodo preparado por este método es uniforme, el grano es más fino y casi no hay grietas, lo que ha llamado mucho la atención en los últimos años.

■Electrodeposición

El método de electrodeposición se utiliza para preparar electrodos de titanio revestidos. Generalmente, un electrodo insoluble se usa como ánodo, y el titanio metálico pretratado se usa como cátodo. Se electroliza en una solución que contiene los iones metálicos correspondientes y los iones metálicos se depositan en el cátodo de titanio metálico. Después del secado, luego a alta temperatura. El electrodo de titanio recubierto se obtiene por sinterización. Los recubrimientos obtenidos por este método suelen ser relativamente uniformes y densos. La desventaja de este método es que el proceso es complicado y no es fácil hacer un electrodo uniforme de área grande.

■método de pulverización catódica

La película preparada por el método de pulverización catódica es densa y tiene una fuerte fuerza de unión con el sustrato. Sin embargo, este método requiere el uso de equipos especiales, el proceso de preparación es relativamente complicado y las aguas madres se desperdician más, por lo que no es adecuado para la producción industrializada a gran escala.

1. Elija el material base de titanio tipo TA1 y asegúrese de que la superficie de la placa sea suave y lisa, sin rasguños profundos ni incompletos.

2. Llevar a cabo el procesamiento mecánico en el sustrato de titanio seleccionado y procesarlo en las especificaciones y tamaños requeridos por los clientes.

3. Perform annealing and leveling treatment on the titanium substrate at a temperature >500 grados (Para eliminar la tensión y garantizar la planitud.)

4. Durante el tratamiento de recocido y nivelación, se formará una densa capa de óxido de titanio en la superficie del sustrato de titanio, y se pulirá mecánica o manualmente para que la superficie tenga un brillo metálico de titanio.

5. Use una concentración del 10 por ciento de ácido oxálico para decapar y corroer el sustrato de titanio, y lleve a cabo varias horas en un estado de ebullición leve, de modo que la capa de óxido superficial quede grabada en la superficie del hidruro de titanio.

6. Realizar una configuración cualitativa y cuantitativa razonable de una solución de metal precioso de acuerdo con el entorno del ánodo aplicado por el cliente.

7. Verifique que el material base de titanio decapado esté calificado, es decir, que la capa superficial sea una estructura gris uniforme con marcas de viruela, y luego realice el recubrimiento manual, sinterizando de acuerdo con la temperatura adecuada establecida, enfríe naturalmente después de la sinterización fuera del horno, y aplicar la segunda capa cuando se enfríe a temperatura ambiente Apretar, y así sucesivamente, hasta más de 17 a 20 veces para aplicar la solución de configuración.

8. Una vez completada la sinterización de las piezas procesadas mencionadas anteriormente, se lleva a cabo la prueba del experimento de vida con la pieza de prueba del horno, y la prueba se califica y empaqueta para su entrega.

1. Producción electrolítica de hipoclorito de sodio en la industria cloro-álcali y la industria del clorato.

2. Agua funcional electrolizada

3. Fabricación de electrodos para generadores de hipoclorito de sodio y generadores de dióxido de cloro.

4. Protección catódica

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