鍍鉑鈦陽極的定義與基本特性
鍍鉑鈦陽極是一種重要的電極材料,廣泛應(yīng)用于電化學(xué)反應(yīng)中。它的構(gòu)成主要是鈦基材表面鍍上一層鉑,這種復(fù)合材料結(jié)合了鈦的優(yōu)良物理特性與鉑的出色電催化性能。鉑作為一種貴金屬,具有卓越的電催化活性,能夠有效地促進(jìn)電化學(xué)反應(yīng),特別是在電解水和電鍍等領(lǐng)域中表現(xiàn)突出。
鉑的電催化性能是鍍鉑鈦陽極的一個(gè)關(guān)鍵特征,他們能降低反應(yīng)的活化能,從而加速反應(yīng)速率。由于其化學(xué)惰性,鍍鉑鈦陽極對(duì)于電解質(zhì)的腐蝕抵抗力較強(qiáng),確保長期穩(wěn)定的工作條件且有效增強(qiáng)了電極的使用壽命。此外,鈦的特性使其在高溫和高壓環(huán)境下運(yùn)作也表現(xiàn)出卓越的穩(wěn)定性和耐久性,這使得該陽極在工業(yè)應(yīng)用中呈現(xiàn)出廣泛的前景。
隨著電化學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和對(duì)高性能材料需求的增加,鍍鉑鈦合金的應(yīng)用極為廣泛。它們不僅在腐蝕性能上具有明顯優(yōu)勢,還在導(dǎo)電性方面表現(xiàn)出眾,這確保了其在電流密度較高的場合下仍能保持有效的電流傳輸。這些特性共同推動(dòng)了鍍鉑鈦陽極在各類電化學(xué)反應(yīng)中的應(yīng)用,特別是在氫氣生產(chǎn)領(lǐng)域均取得了顯著成效。
鍍鉑鈦陽極參數(shù)
材質(zhì):優(yōu)選 TA1/TA2 級(jí)純鈦(純度≥99.5%),確保耐蝕性與鍍層附著力。
形態(tài):可定制為網(wǎng)狀(孔徑12.5-4.5mm)、板狀、管狀、絲狀(最小直徑 1mm)。
鍍鉑厚度:0.3~5微米。
鍍鉑鈦陽極的制造工藝是確保其性能和應(yīng)用的重要環(huán)節(jié)。這些陽極通常由鈦?zhàn)鳛榛模驗(yàn)槠鋬?yōu)越的機(jī)械強(qiáng)度和耐腐蝕性,也可以保證鍍層的附著力。在生產(chǎn)過程中,首先需要選擇高純度的鈦基材。基材的表面處理是關(guān)鍵步驟,通常采用蝕刻與噴砂等方法,提升表面粗糙度,從而為鍍層提供更好的結(jié)合力。
鍍層厚度的控制同樣至關(guān)重要,合適的鍍層厚度對(duì)于陽極的電化學(xué)性能有顯著影響。過薄的鍍層可能導(dǎo)致性能不穩(wěn)定,而過厚的鍍層則可能增加成本并影響導(dǎo)電性。一般而言,鍍層的厚度范圍在0.5微米到5微米之間,通過合理調(diào)節(jié),可實(shí)現(xiàn)最佳的導(dǎo)電性和耐腐蝕性。
鍍鉑鈦陽極在多個(gè)行業(yè)中的應(yīng)用顯著提升了其技術(shù)性能,尤其在水處理、電解氫氣生成和電化學(xué)傳感器等領(lǐng)域中表現(xiàn)出色。在水處理行業(yè),鍍鉑鈦陽極用于電解消毒,能夠有效去除水中的微生物和有機(jī)物。其優(yōu)良的耐腐蝕性和穩(wěn)定性保障了長期使用下的高效消毒效果,為水質(zhì)提升提供了有力支持。
電解生成氫氣是另一項(xiàng)重要應(yīng)用,鍍鉑鈦陽極在此過程中的作用不可小覷。氫氣的清潔生產(chǎn)需要高效的電極材料帶來良好的導(dǎo)電性能和耐電腐蝕特性,使得氫氣的生成更加穩(wěn)定。在電化學(xué)傳感器領(lǐng)域,鍍鉑鈦陽極通過其高活性和低過電位特性,可以實(shí)現(xiàn)快速反應(yīng)和靈敏探測,適合用于不同環(huán)境條件下的分析與監(jiān)測。

鍍鉑鈦陽極在電化學(xué)反應(yīng)中表現(xiàn)出色,其電流密度、極化電壓和耐用性是其重要的性能指標(biāo)。首先,鍍鉑鈦陽極的電流密度通常較高,適用于多種電化學(xué)應(yīng)用。在特定條件下,其表面處理及鍍鉑的性質(zhì)使其能夠承受較大的電流密度,從而提升電解效率。同時(shí),高電流密度下鍍鉑鈦陽極的電流效率保持穩(wěn)定,顯示出其在長時(shí)間運(yùn)行中的可靠性。
其次,極化電壓是揭示陽極性能的另一個(gè)關(guān)鍵因素。鍍鉑鈦陽極的極化電壓相對(duì)較低,意味著其在發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)時(shí)所需的能量損失較小。這種特點(diǎn)不僅使其適合在較高負(fù)載下使用,同時(shí)也減少了熱量的產(chǎn)生,降低了整體的能量消耗,與其他類型的陽極材料相比,鍍鉑鈦陽極的極化性能更為優(yōu)越。
電解制氯用鈦陽極,在水處理與消毒領(lǐng)域扮演著不可或缺的角色。

陽極.webp)
鈦陽極,全稱鈦基金屬氧化物涂層電極(MMO) ,也被叫做 DSA 陽極。它以工業(yè)純鈦?zhàn)鳛殡姌O基體,像是常見的 Gr1、Gr2 純鈦,工業(yè)鈦鈦有著出色的耐腐蝕性,在電解制氯的強(qiáng)腐蝕環(huán)境里,能保障陽極基本結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,不被輕易腐蝕破壞。在鈦基體的表面,涂覆一層貴金屬氧化物涂層,比如釕銥氧化物。這層涂層可是鈦陽極的關(guān)鍵,它有著良好的析氯電催化活性,鈦本身導(dǎo)電性較差,有了這涂層,就能讓電流高效通過;而且化學(xué)組成穩(wěn)定,晶體結(jié)構(gòu)牢固,能穩(wěn)定存在于各種含氯復(fù)雜的電解環(huán)境;同時(shí)還具備優(yōu)秀的電催化性能,在電解制氯時(shí),能降低析氯反應(yīng)的過電位,加快反應(yīng)速度,讓氯氣快速產(chǎn)生,同時(shí)還能節(jié)省電能,一舉多得。簡單來說,鈦陽極在電解制氯等強(qiáng)腐蝕、高要求的電化學(xué)環(huán)境中可穩(wěn)定又高效地完成電解任務(wù)。
在電解制氯過程里,鈦陽極的尺寸十分穩(wěn)定。整個(gè)電解進(jìn)程中,極距變化小于 1% ,這就使得槽電壓波動(dòng)能被精準(zhǔn)控制在 ±2% ,保證了電解操作在穩(wěn)定的電壓環(huán)境下進(jìn)行。穩(wěn)定的槽電壓意義重大,它能讓電解反應(yīng)平穩(wěn)持續(xù),減少因電壓波動(dòng)帶來的反應(yīng)異常。與此同時(shí),使用鈦陽極進(jìn)行電解制氯,產(chǎn)出的氯氣純度極高,能達(dá)到 99% 以上 ,生產(chǎn)出的堿液濃度也能提升至 20%。反觀傳統(tǒng)的石墨陽極,在電解時(shí)容易溶解,這就會(huì)污染電解液,導(dǎo)致生產(chǎn)出的氯氣和堿液純度大打折扣。而鈦陽極很好地克服了這個(gè)問題,極大地提高了產(chǎn)品質(zhì)量,產(chǎn)出的高純度氯氣和堿液能滿足更多高端生產(chǎn)的需求。
電解制氯用鈦陽極的電化學(xué)反應(yīng)機(jī)制
在電解制氯過程中,以電解食鹽水或者海水為例,其中的氯化鈉(NaCl)在水中會(huì)電離出鈉離子(Na?)和氯離子(Cl?) 。當(dāng)接通直流電源后,這些離子就開始 “行動(dòng)” 起來。在陽極區(qū)域,氯離子(Cl?)會(huì)失去電子,發(fā)生氧化反應(yīng),具體反應(yīng)方程式為:2Cl? – 2e? → Cl?↑ ,也就是兩個(gè)氯離子失去兩個(gè)電子,生成一個(gè)氯氣分子。而在陰極區(qū)域,水電離出的氫離子(H?)會(huì)得到電子,發(fā)生還原反應(yīng),生成氫氣,反應(yīng)式為:2H? + 2e? → H?↑ 。與此同時(shí),陰極附近還會(huì)產(chǎn)生氫氧根離子(OH?),與鈉離子(Na?)結(jié)合,就形成了氫氧化鈉(NaOH) 。?
在這個(gè)過程中,鈦陽極表面的釕銥涂層發(fā)揮著關(guān)鍵作用。它就像是一個(gè) “反應(yīng)加速器”,能大幅降低析氯反應(yīng)的過電位。一般來說,在沒有高效催化劑的情況下,析氯過電位較高,會(huì)消耗大量電能。而有了釕銥涂層后,析氯過電位可以降低至 1.13V ,和傳統(tǒng)的石墨陽極相比,催化效率提升了 30% 。而且,這層涂層還能有效抑制析氧副反應(yīng)。要是析氧副反應(yīng)發(fā)生過多,不僅會(huì)消耗電能,還會(huì)降低氯氣的純度和電流效率。使用鈦陽極后,電流效率能提高到 80% 以上,這意味著更多的電能被有效利用,用于產(chǎn)生氯氣,極大地提高了電解制氯的效率和經(jīng)濟(jì)效益。
在衛(wèi)生消毒領(lǐng)域,電解制氯的應(yīng)用也十分廣泛。在醫(yī)院里,使用鈦陽極電解食鹽水制備的含氯消毒劑,是醫(yī)療器械消毒的得力助手。像手術(shù)器械、病房用品等,經(jīng)過這種消毒劑的處理,能有效殺滅常見的金黃色葡萄球菌、大腸桿菌等病菌。保障了患者和醫(yī)護(hù)人員的健康安全。在一些小型診所,由于空間和成本限制,傳統(tǒng)的大型消毒設(shè)備不太適用,而采用鈦陽極電解制氯的小型消毒設(shè)備,就很好地解決了這個(gè)問題,既能滿足日常消毒需求,又不會(huì)占用太多空間。
在水電解領(lǐng)域,鈦陽極也有著獨(dú)特的應(yīng)用。在水電解制氫過程中,通常需要在堿性電解液中進(jìn)行。鈦陽極憑借其良好的耐堿性和穩(wěn)定的電化學(xué)性能,成為理想的陽極材料。它能在堿性環(huán)境下穩(wěn)定工作,高效催化水的氧化反應(yīng),產(chǎn)生氧氣,同時(shí)保障電解過程的穩(wěn)定進(jìn)行。在一些大規(guī)模的水電解制氫工廠,使用鈦陽極能提高制氫效率,降低生產(chǎn)成本,為氫能的大規(guī)模應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。而且,鈦陽極在水電解過程中,還能通過優(yōu)化涂層結(jié)構(gòu)和成分,進(jìn)一步提高其催化活性和穩(wěn)定性,降低析氧過電位,從而減少能耗,提高水電解制氫的經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性,推動(dòng)氫能產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
電解法次氯酸鈉發(fā)生器適用于自來水廠、污水處理廠和工業(yè)廢水的消毒處理工藝。從消毒能力方面考慮,次氯酸鈉的消毒效果與液氯相當(dāng),且更有利于避免生成消毒副產(chǎn)物;從安全角度考慮,現(xiàn)場電解法制備次氯酸鈉的優(yōu)勢較為突出。發(fā)生器的原料為成品氯化 鈉,其采購質(zhì)量和運(yùn)輸安全均易得到保障。
一、電解制氯?
原料:氯化鈉溶液(或含氯鹽溶液)。?
過程:對(duì)氯化鈉溶液施加電流,發(fā)生電解反應(yīng)。?
產(chǎn)物:陽極產(chǎn)生氯氣,陰極產(chǎn)生氫氣,溶液中生成次氯酸鈉、氫氧化鈉等。?
二、衛(wèi)生消毒應(yīng)用?
消毒成分:電解制氯產(chǎn)物中,次氯酸鈉是主要消毒成分;氯氣溶于水也可生成次氯酸,發(fā)揮消毒作用。?
適用場景:用于水體消毒(飲用水、污水)、環(huán)境表面消毒(地面、設(shè)備)、物品消毒(餐具、醫(yī)療器械)。?
作用方式:次氯酸鈉、次氯酸釋放氯離子,破壞微生物的細(xì)胞膜、蛋白質(zhì),殺滅細(xì)菌、病毒、真菌等。?
三、注意事項(xiàng)?
氯氣具有毒性,電解過程需密封,防止泄漏;儲(chǔ)存、使用時(shí)避免吸入。?
次氯酸鈉溶液不穩(wěn)定,易分解,需現(xiàn)制現(xiàn)用或避光、密封儲(chǔ)存。?
消毒時(shí)需控制濃度,避免濃度過高腐蝕物品或危害人體;濃度過低則無法達(dá)到消毒效果。

電滲析是一種利用離子交換膜和直流電場的作用,從水溶液中分離出離子的技術(shù)。它基于離子在電場下的定向遷移。在電滲析裝置中,有陰、陽離子交換膜交替排列在直流電場中。陽離子交換膜只允許陽離子通過,陰離子交換膜只允許陰離子通過。在電場作用下,溶液中的陽離子向陰極遷移,陰離子向陽極遷移,從而實(shí)現(xiàn)離子的分離和濃縮。
海水淡化:將海水中的鹽分去除,生產(chǎn)出淡水。通過電滲析過程,可以有效地分離海水中的鈉離子、氯離子等,降低海水的鹽度,使其達(dá)到生活用水或工業(yè)用水的標(biāo)準(zhǔn)。
工業(yè)廢水處理:對(duì)于含有重金屬離子、酸根離子等的工業(yè)廢水,可以利用電滲析進(jìn)行處理。例如,從電鍍廢水中回收重金屬,減少廢水對(duì)環(huán)境的污染,同時(shí)回收有價(jià)值的金屬資源。
食品工業(yè):在食品加工中用于脫鹽、濃縮等操作。比如在乳清蛋白的生產(chǎn)過程中,通過電滲析去除乳清中的鹽分,提高乳清蛋白的純度和質(zhì)量;或者對(duì)果汁進(jìn)行濃縮,保留果汁中的營養(yǎng)成分和風(fēng)味物質(zhì)。
離子交換膜:這是電滲析裝置的核心部件,其性能直接影響電滲析的效果。離子交換膜的選擇性、導(dǎo)電性、穩(wěn)定性等都是重要的性能指標(biāo)。
電極:包括電滲析用鈦陽極和陰極,鈦陽極的性能對(duì)電滲析過程中的電流效率、能耗等有重要影響。
隔板:用于分隔各個(gè)膜室,同時(shí)起到支撐離子交換膜和促進(jìn)溶液流動(dòng)的作用。隔板的設(shè)計(jì)和材料選擇會(huì)影響溶液的流動(dòng)狀態(tài)和傳質(zhì)效率。
材料特性方面
穩(wěn)定性好:鈦金屬本身具有良好的耐腐蝕性,在電滲析過程中能夠承受復(fù)雜的化學(xué)環(huán)境,不易被電解液腐蝕,從而保證電極的長期穩(wěn)定性和使用壽命。
導(dǎo)電性高:鈦具有相對(duì)較高的導(dǎo)電性能,能夠有效地傳導(dǎo)電流,確保電滲析過程中電場的均勻分布,提高電滲析的效率。
在電滲析中的作用
離子遷移促進(jìn):作為陽極,它在電場作用下可以吸引陰離子向其遷移,從而推動(dòng)電滲析過程中離子的分離和濃縮。例如在海水淡化、工業(yè)廢水處理等過程中,幫助去除或濃縮特定的離子成分。
減少極化現(xiàn)象:有助于減少電極表面的極化,極化現(xiàn)象會(huì)增加能耗并降低電滲析效率,鈦陽極能使電極反應(yīng)更高效地進(jìn)行。
鈦陽極作為陽極材料,與作為陰極的被涂工件共同構(gòu)成電泳涂裝的電場。在這個(gè)電場中,涂料中的帶正電離子能夠在電場力的作用下向工件表面移動(dòng)并沉積,形成均勻的涂層。鈦陽極具有良好的導(dǎo)電性,能夠確保電場的穩(wěn)定,使電泳過程高效、穩(wěn)定地進(jìn)行。
在電泳涂裝過程中,鈦陽極表面會(huì)發(fā)生氧化反應(yīng),產(chǎn)生氧氣等氣體。這些氣體的產(chǎn)生有助于攪拌電泳槽中的涂料溶液,使涂料粒子更加均勻地分散在溶液中,從而提高涂層的質(zhì)量。同時(shí),氧化反應(yīng)還可以去除溶液中的一些雜質(zhì),保持電泳槽的清潔。
電泳涂裝通常使用的電解質(zhì)溶液具有一定的腐蝕性,而鈦陽極具有出色的耐腐蝕性能,能夠在這種惡劣的環(huán)境下長期穩(wěn)定工作。這不僅減少了陽極材料的更換頻率,降低了生產(chǎn)成本,還保證了電泳涂裝過程的連續(xù)性和穩(wěn)定性。
電泳涂裝是一種利用電場力使帶電的涂料粒子在工件表面上均勻沉積的涂裝技術(shù)。這種方法廣泛用于金屬材料的表面處理,尤其是在汽車、家電、五金等領(lǐng)域。
涂裝均勻:電泳涂裝能使涂料在工件表面的涂膜厚度均勻,即使在形狀復(fù)雜的工件上也能得到均勻的涂膜。
涂裝效率高:涂料利用率高,減少了涂料浪費(fèi),提高了生產(chǎn)效率。
環(huán)保:由于涂料利用率高,減少了揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOC)的排放,有利于環(huán)保。
涂膜質(zhì)量好:電泳涂裝的涂膜附著力強(qiáng),耐腐蝕性能好。
電泳:在電泳槽中,涂料粒子因帶電而在電場力作用下向相對(duì)應(yīng)的電極移動(dòng),陽極電泳時(shí),帶負(fù)電的涂料粒子向陽極(工件)移動(dòng)并沉積;陰極電泳時(shí),則相反。
電沉積:涂料粒子在工件表面沉積形成涂膜。
電解:在電泳過程中,水或其他溶液發(fā)生電解反應(yīng),產(chǎn)生氣體,如氫氣和氧氣。
前處理:清洗工件以去除油污、銹跡等,保證工件表面清潔。
電泳:將預(yù)處理過的工件浸入電泳槽中,在直流電場作用下進(jìn)行電泳涂裝。
后處理:電泳后的工件需要進(jìn)行水洗、烘烤等步驟,以固化涂膜并去除多余物質(zhì)。

隨著電化學(xué)工業(yè)和陽極技術(shù)的持續(xù)發(fā)展,傳統(tǒng)的電化學(xué)工業(yè)陽極材料表現(xiàn)出其在應(yīng)用方面的局限性。特別是在析氧環(huán)境下陽極材料的研究 ,我們經(jīng)過多年的鈦陽極制造經(jīng)驗(yàn),開發(fā)了用于濕法冶金與污水處理用二氧化鉛鈦陽極。
二氧化鉛鈦陽極(Ti/PbO2電極),是廣泛應(yīng)用于電化學(xué)水處理技術(shù)與濕法冶金的電極材料。它由鈦基體和二氧化鉛(PbO2)活性層組成,具有多種優(yōu)勢,如電阻率低、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、耐蝕性好、導(dǎo)電性好以及能夠通過大電流等特性。
二氧化鉛鈦陽極的是以電沉積法進(jìn)行加工,通常是在鈦網(wǎng)上先鍍上一層α-PbO2作為中間層,以增強(qiáng)基體與活性層之間的結(jié)合力,減小電極畸變,然后再鍍上β-PbO2作為活性表層。
PbO2 的化學(xué)通式為 PbOx(x<2),是非化學(xué)計(jì)量化合物,由于缺氧具有過剩鉛空位,使得二氧化鉛具有良好的導(dǎo)電性。PbO2在水溶液中的電解質(zhì)中具有較好的電催化活性,析氧過電位較高,耐腐蝕性能好,可通過大電流,因此常被用于電化學(xué)水處理領(lǐng)域,與濕法冶金等電化學(xué)工業(yè)。

雖然二氧化鉛鈦陽極具有使用壽命長、耐腐蝕性能好、電流大等優(yōu)點(diǎn),早期的鈦網(wǎng)鍍二氧化鉛陽極,由于鈦網(wǎng)自身的鈍化層的生成,導(dǎo)電性能較差,所以其電催化活性不高,PbO2鍍層的機(jī)械強(qiáng)度不穩(wěn)定。所以要通過對(duì)鈦網(wǎng)基體進(jìn)行改性加工,即在鈦網(wǎng)與PbO2添加導(dǎo)電性良好的中間層以及活性層對(duì)陽極基材進(jìn)行改性,以抑制鈍化層的生成,改善鍍層的機(jī)械強(qiáng)度、柔韌度,以及減小基體與涂層之間的內(nèi)應(yīng)力,提高鍍層穩(wěn)定性和電催化活性。
抽油管電鍍用鈦陽極桿,常用于抽油管的內(nèi)壁電鍍鎳、鎢,其鍍層在耐磨、耐蝕方面通常具有較好的綜合性能,且鍍層均勻。但具體的工藝和配方可能會(huì)因不同的生產(chǎn)需求和條件而有所調(diào)整。
抽油管電鍍鎳鎢可以顯著提升其性能和使用壽命,降低維護(hù)成本,提高工作效率。

在抽油管電鍍鎳鎢工藝中使用抽油管電鍍用鈦陽極具有眾多優(yōu)勢。鈦陽極上涂覆有具有高電化學(xué)催化性能的貴金屬氧化物涂層,可有效提高鍍層的均勻度。
常見的用于電鍍鎳鎢的鈦陽極涂層,需要依據(jù)實(shí)際電鍍工藝的要求來確定。


抽油管電鍍鎳鎢是一種常見的表面處理工藝,旨在提高抽油管的耐磨和防腐性能。在鎳鎢電鍍工藝中,有多種配方和工藝參數(shù)。
在實(shí)際電鍍過程需要注意以下幾點(diǎn):
電鍍鎳鎢后的抽油管,其鍍層在耐磨、耐蝕方面通常具有較好的綜合性能,且鍍層均勻。但具體的工藝和配方可能會(huì)因不同的生產(chǎn)需求和條件而有所調(diào)整。
電化學(xué)除垢裝置具有除垢、阻垢、殺菌、滅藻、防霉等功能,能夠代替藥劑,降低循環(huán)系統(tǒng)的需水量、排污量,明顯減少循環(huán)水系統(tǒng)的能耗、處理成本和人工投入,具有功能全面、高效便捷、綠色環(huán)保、降低成本四個(gè)優(yōu)勢。在實(shí)際應(yīng)用中,電化學(xué)冷卻水循環(huán)水除垢系統(tǒng)的處理效果可能會(huì)受到水質(zhì)、水流速度、設(shè)備參數(shù)等多種因素的影響。不同廠家的設(shè)備可能在具體性能和特點(diǎn)上會(huì)有所差異,在選擇和使用時(shí),需要根據(jù)實(shí)際需求和工況進(jìn)行綜合考慮,并遵循設(shè)備的操作和維護(hù)要求,以確保其穩(wěn)定、有效地運(yùn)行。
當(dāng)直流電通過鈦陽極傳導(dǎo)至冷卻循環(huán)水中時(shí),會(huì)發(fā)生如下反應(yīng):在陰極附近,形成高濃度的氫氧根(OH?),這種高 pH 環(huán)境會(huì)使水中未結(jié)垢的礦物質(zhì)(如 Ca2?、Mg2?)預(yù)先結(jié)垢,并從水中析出,從而起到軟化水的作用;與此同時(shí),在陽極部位會(huì)產(chǎn)生羥基自由基(·OH),并將氯離子(Cl?)轉(zhuǎn)化成游離氯,部分氫氧根轉(zhuǎn)化為微量臭氧,這些強(qiáng)氧化性物質(zhì)能抑制冷卻循環(huán)水系統(tǒng)中菌類藻類的滋生,達(dá)到殺菌、消毒、滅藻的功能,同時(shí)也能將水中的 Ca2?、Mg2?以固體形式吸附到陰極后清除,降低水體的硬度。
在電催化反應(yīng)中,通過電解水以及溶解在水中的氧氣在電極表面生成的一些中間產(chǎn)物,如強(qiáng)氧化性物質(zhì),能使微生物細(xì)胞中的多種成分發(fā)生氧化,從而使微生物產(chǎn)生不可逆的變化而滅亡。整個(gè)電化學(xué)水處理過程包括了物理、化學(xué)和生物等多種作用機(jī)制與反應(yīng)過程,可以認(rèn)為是多種因素共同作用完成的。其優(yōu)點(diǎn)包括不需要添加化學(xué)試劑,無化學(xué)附加物質(zhì)生成,無二次污染;維護(hù)方便簡單、占地面積小、重量輕;能清潔水體并抑制微生物和綠藻生成等。
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要獲得良好的電化學(xué)除垢效果,需要綜合考慮上述多種因素,并根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)整。

鈦及鈦合金具有一系列優(yōu)良性能,密度小、比強(qiáng)度高、導(dǎo)熱系數(shù)低、耐高溫低溫性能好、耐腐蝕能力強(qiáng)、生物相容性好等。鈦型材產(chǎn)品按其形態(tài)可以分為鈦方管、鈦矩形管、鈦六角棒、鈦L型材、鈦弧形板、鈦U型材等細(xì)分類別,不同形態(tài)的鈦型材產(chǎn)品性能有所差異,可應(yīng)用于不同領(lǐng)域。
鈦及鈦合金是通過真空電弧爐熔煉、冷床爐熔煉等方法制備。種類包括α鈦合金、近α鈦合金、α和β鈦合金、β和近β鈦合金等。如,TC4鈦合金(Ti-6Al-4V)是一種常用的α+β鈦合金,具有良好的力學(xué)與化學(xué)綜合性能。
在航空航天領(lǐng)域,鈦合金型材可用于制造飛機(jī)和航天器的結(jié)構(gòu)件,如與碳纖維復(fù)合材料蒙皮壁板連接的金屬承力骨架等,能減輕重量并提高經(jīng)濟(jì)性。在其他領(lǐng)域,如石油化工、醫(yī)療器械、船舶、體育休閑等,鈦型材也有廣泛應(yīng)用,如可用于制造油井的鉆桿、船舶海水管路系統(tǒng)、醫(yī)療器械部件等。
三價(jià)鉻電鍍用鈦陽極板是用于電鍍工藝中的陽極材料,通常用于在金屬表面進(jìn)行三價(jià)鉻電鍍。三價(jià)鉻電鍍是一種環(huán)保的電鍍工藝,用于在金屬表面形成一層具有耐腐蝕和美觀性的鉻鍍層。
三價(jià)鉻電鍍用鈦陽極板具有良好的耐腐蝕性和導(dǎo)電性,適合作為電鍍工藝中的陽極材料。在三價(jià)鉻電鍍工藝中,鈦陽極板可以作為電鍍槽中的陽極,通過電流和電解液的作用,在金屬表面形成均勻、致密的鉻鍍層。
使用三價(jià)鉻電鍍用鈦陽極板可以減少對(duì)環(huán)境的污染,同時(shí)也可以提高電鍍的效率和鍍層的質(zhì)量,因此在一些對(duì)環(huán)保要求較高的電鍍工藝中得到廣泛應(yīng)用。
在三價(jià)鉻電鍍中,通常使用三價(jià)鉻鹽作為電鍍液,結(jié)合適當(dāng)?shù)碾娏骱碗娊庖海ㄟ^電化學(xué)反應(yīng)在金屬表面形成均勻、致密的鉻鍍層。這種鍍層具有良好的耐腐蝕性和裝飾性,可以提高金屬制品的表面質(zhì)量和使用壽命。
由于三價(jià)鉻電鍍工藝對(duì)環(huán)境友好,因此在一些對(duì)環(huán)保要求較高的領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用,如汽車制造、家具制造、裝飾工程等。同時(shí),三價(jià)鉻電鍍也對(duì)操作工人的健康更加友好,因?yàn)椴粫?huì)產(chǎn)生六價(jià)鉻的有害氣體。
三價(jià)鉻電鍍具有下列優(yōu)點(diǎn):
(1)毒性低,污染小。鍍液清洗水中不含六價(jià)鉻,廢水稍加處理即可排放,且電鍍過程不產(chǎn)生有毒的鉻酸霧;
(2)鍍液濃度低,只有六價(jià)鉻鍍鉻的1/10,分散能力和覆蓋能力好,成品率提高;
(3)電鍍過程不受電流中斷的影響,無需退鍍;
(4)陰極電流效率可達(dá)21~25%,高于六價(jià)鉻電鍍,提高了生產(chǎn)率。

陰極反應(yīng)通常認(rèn)為是三價(jià)鉻絡(luò)合離子得到一個(gè)電子,成為二價(jià)鉻絡(luò)合離子,然后二價(jià)鉻絡(luò)合離子再次還原為金屬鉻。其具體過程為:在電鍍過程中,鍍液中的三價(jià)鉻絡(luò)合離子向陰極表面擴(kuò)散,并在陰極表面得到電子,發(fā)生還原反應(yīng),形成金屬鉻沉積在陰極上。同時(shí),在陰極還可能伴有氫氣析出的副反應(yīng)。
陽極反應(yīng)主要是析氧反應(yīng)。如果是氯化物體系,可能會(huì)出現(xiàn)氯析出的副反應(yīng);若鍍液中存在一定量的六價(jià)鉻,還可能出現(xiàn)三價(jià)鉻氧化成六價(jià)鉻(Cr?O?2?)的副反應(yīng)。
為了抑制六價(jià)鉻的生成,通常需要從陽極方面考慮加以控制,比如采用合適的陽極材料或添加穩(wěn)定劑等。例如,可使用石墨、鉑、鍍鈦陽極或鐵氧體陽極等。其中,鐵氧體陽極在電解過程中能控制六價(jià)鉻的漸增,阻止其產(chǎn)生,它由氧化鐵和其他至少一種金屬氧化物的燒結(jié)混合物構(gòu)成。
它通常在鈦基體上涂覆具有高電化學(xué)催化性能的貴金屬銥氧化物涂層,具有以下優(yōu)點(diǎn):
陽極氧化用鈦掛具具有多種優(yōu)點(diǎn)。鈦掛具的材質(zhì)通常具有無磁性、耐腐蝕、高彈性和高強(qiáng)度、輕量化、耐寒耐高溫以及換熱性能好等特點(diǎn)。
鈦不含有害重金屬,無毒害且與人體組織及血液有非常好的相容性;在許多介質(zhì)中都很穩(wěn)定,比如強(qiáng)酸強(qiáng)堿;其抗拉強(qiáng)度/屈服強(qiáng)度高,加工成型后不易受到壓力和拉力而發(fā)生變形;密度相對(duì)較小,比強(qiáng)度高;熔點(diǎn)高,可在高溫下長期使用且保持較好的延性和韌性;導(dǎo)熱系數(shù)雖然比碳鋼和銅低,但由于其優(yōu)異的耐腐蝕性能,可使換熱性能顯著提高。
在實(shí)際應(yīng)用中,為了保證陽極氧化過程的質(zhì)量和效率,鈦掛具的設(shè)計(jì)和使用需要注意以下幾點(diǎn):
另外,鈦掛具表面的氧化膜厚度不同,顏色也會(huì)有所差異。當(dāng)鋁合金產(chǎn)品進(jìn)行氧化時(shí),鈦合金掛具也會(huì)被氧化,其顏色變化的原理是鈦合金的氧化膜是透明的,它通過對(duì)光的散射,不同的膜厚對(duì)光的散射不同,最終折射到眼睛中的成色便不同。