钛阳极是广泛应用于电解、电镀和废水处理等领域的电极材料。
涂层钛阳极的电催活性主要源于其表面覆盖的不同的贵金属氧化物涂层,这些涂层可以增强导电性能及电催化活性,促进电解反应过程,并延长阳极在不同使用环境下的使用寿命。通过覆盖不同的涂层,可降低析氧、析氯反应的过电位,节约电能。
涂层钛阳极的分类
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- 析氯阳极(钌系涂层钛阳极):在电化学反应中析出氯气,一般用于电解液中氯离子含量高的环境,如盐酸环境、电解海水、电解食盐水环境等;
- 析氧阳极(铱系涂层钛阳极):在电化学反应中析出氧气,其电解液一般为硫酸环境;
- 镀铂阳极(铂涂层阳极):以钛为基材,表面镀上贵金属铂,镀层厚度一般为 1-5 微米。
在选择阳极时,需要考虑阳极工作的环境及介质,包括每平方米的电流密度、温度、pH 值、溶液的成分构成及比例、生产的产品或用途等因素。
影响涂层钛阳极使用寿命的因素
- 电流密度:电流密度和阳极寿命成反比,电流越大,阳极使用寿命越短;
- 钛基材:阳极的基材一般选用纯钛,且要求 Gr1 的材质;
- 电解液:禁止含有氟离子、氰基离子以信溴离子,氟离子含量应控制在 100ppm 以内;
- 倒极:倒极可使已经钝化的旧涂层从基体表面脱落,但在阴极无涂层的情况下禁止倒极;
- 频繁断电:在没有电流通过的情况下,涂层在溶液中长时间浸泡会受到损害。
涂层钛阳极在使用注意事项
- 安装方面:
确保阳极安装牢固,避免在运行过程中出现松动,影响电流传导和电解效果。
安装时要注意电极之间的间距均匀,以保证电场分布均匀。 - 电流控制:
避免过大的电流密度,电流密度过高可能导致涂层过热、损坏,缩短阳极的使用寿命。
电流的稳定性也很重要,频繁的电流波动可能对涂层造成不良影响。 - 电解液环境:
严格控制电解液中有害离子的含量,如氟离子、氰基离子和硫离子等。氟离子含量一般应控制在 100ppm 以内。
保持电解液的 pH 值在适宜的范围内,过酸或过碱的环境可能对阳极性能产生不利影响。 - 操作规范:
禁止在阴极无涂层的情况下进行倒极操作,以免损坏阳极。
尽量减少频繁断电,长时间在无电流通过的情况下浸泡在溶液中会损害涂层。 - 温度控制:
注意电解过程中的温度,过高的温度可能导致涂层性能下降。 - 定期检查与维护:
定期检查阳极的外观,查看是否有涂层剥落、破损等情况。
对出现问题的阳极及时进行修复或更换。
例如,在某化工电解生产中,由于没有严格控制电解液中的氟离子含量,导致涂层钛阳极的涂层快速腐蚀,不得不提前更换阳极,增加了生产成本。又如,另一企业在使用过程中电流密度控制不当,造成阳极过热,使得阳极寿命大幅缩短。
使用涂层钛阳极时,严格遵守上述注意事项,有助于充分发挥其性能,延长使用寿命,提高生产效率。