鈦陽極是廣泛應用于電解、電鍍和廢水處理等領域的電極材料。
涂層鈦陽極的電催活性主要源于其表面覆蓋的不同的貴金屬氧化物涂層,這些涂層可以增強導電性能及電催化活性,促進電解反應過程,并延長陽極在不同使用環境下的使用壽命。通過覆蓋不同的涂層,可降低析氧、析氯反應的過電位,節約電能。
涂層鈦陽極的分類
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- 析氯陽極(釕系涂層鈦陽極):在電化學反應中析出氯氣,一般用于電解液中氯離子含量高的環境,如鹽酸環境、電解海水、電解食鹽水環境等;
- 析氧陽極(銥系涂層鈦陽極):在電化學反應中析出氧氣,其電解液一般為硫酸環境;
- 鍍鉑陽極(鉑涂層陽極):以鈦為基材,表面鍍上貴金屬鉑,鍍層厚度一般為 1-5 微米。
在選擇陽極時,需要考慮陽極工作的環境及介質,包括每平方米的電流密度、溫度、pH 值、溶液的成分構成及比例、生產的產品或用途等因素。
影響涂層鈦陽極使用壽命的因素
- 電流密度:電流密度和陽極壽命成反比,電流越大,陽極使用壽命越短;
- 鈦基材:陽極的基材一般選用純鈦,且要求 Gr1 的材質;
- 電解液:禁止含有氟離子、氰基離子以信溴離子,氟離子含量應控制在 100ppm 以內;
- 倒極:倒極可使已經鈍化的舊涂層從基體表面脫落,但在陰極無涂層的情況下禁止倒極;
- 頻繁斷電:在沒有電流通過的情況下,涂層在溶液中長時間浸泡會受到損害。
涂層鈦陽極在使用注意事項
- 安裝方面:
確保陽極安裝牢固,避免在運行過程中出現松動,影響電流傳導和電解效果。
安裝時要注意電極之間的間距均勻,以保證電場分布均勻。 - 電流控制:
避免過大的電流密度,電流密度過高可能導致涂層過熱、損壞,縮短陽極的使用壽命。
電流的穩定性也很重要,頻繁的電流波動可能對涂層造成不良影響。 - 電解液環境:
嚴格控制電解液中有害離子的含量,如氟離子、氰基離子和硫離子等。氟離子含量一般應控制在 100ppm 以內。
保持電解液的 pH 值在適宜的范圍內,過酸或過堿的環境可能對陽極性能產生不利影響。 - 操作規范:
禁止在陰極無涂層的情況下進行倒極操作,以免損壞陽極。
盡量減少頻繁斷電,長時間在無電流通過的情況下浸泡在溶液中會損害涂層。 - 溫度控制:
注意電解過程中的溫度,過高的溫度可能導致涂層性能下降。 - 定期檢查與維護:
定期檢查陽極的外觀,查看是否有涂層剝落、破損等情況。
對出現問題的陽極及時進行修復或更換。
例如,在某化工電解生產中,由于沒有嚴格控制電解液中的氟離子含量,導致涂層鈦陽極的涂層快速腐蝕,不得不提前更換陽極,增加了生產成本。又如,另一企業在使用過程中電流密度控制不當,造成陽極過熱,使得陽極壽命大幅縮短。
使用涂層鈦陽極時,嚴格遵守上述注意事項,有助于充分發揮其性能,延長使用壽命,提高生產效率。
