改性涂层钛阳极

涂层钛阳极材料是电化学工业中大量使用的不溶性阳极材料，也称之为尺寸稳定性阳极，即 DSA 涂层钛阳极。它以钛金属为基体，表面涂敷以贵金属有机配合物或贵金属材料为主要组分的活性涂层，是 20 世纪 60 年代末发展起来的电极材料。钛阳极最早用于氯碱工业，现已广泛应用于化工、冶金、电镀、水处理、环保、海洋、阴极保护等领域中。
1、氯碱工业用钛阳极
氯碱工业用钛阳极钛电极最早于 1968 年由意大利 DeNora 公司用于氯碱工业生产中。目前，我国氯碱生产基本都使用钛阳极电槽。国产 30 型钛阳极电槽每台需用钛材 210kg，贵金属表面改性涂层钛阳极可有效提升金属钛材的深加工价值。
2、电沉积提取有色金属用钛阳极
阳极在电解冶金、湿法冶金工业中应用广泛。采用电解冶金生产的有色金属有 Si、Cd、Cu、Mn、Co、Cr 等。电沉积提取金属需选用合适的阳极材料，要求稳定、耐蚀、可长期使用，对电解过程具有良好的电催化活性，以降低阳极反应的过电位和槽电压。近年来电沉积提取金属工业已广泛使用涂层钛阳极，随着湿法冶金技术的应用，贵金属表面改性涂层钛阳极板材料是这一领域的常用阳极材料。
3、电解法制离子水（碱性离子水和酸性离子水）钛阳极
国内外过去的离子水生成器的阳极、阴极均用钛镀钼电极。采用贵金属表面改性涂层钛阳极板，可使电解槽在较高槽电压下运行，产出碱性离子水和酸性离子水，各项性能可与钛镀钼电极相近。且贵金属表面改性钛阳极板材料成本适中，有利于规模化生产。
4、水处理用钛阳极
在工业用水处理、医院污水处理、电镀工厂含氰废水处理，以及发电厂冷却循环水处理中，均会用到涂层钛阳极材料。采用贵金属表面改性涂层钛阳极材料，可起到净化处理作用，阻垢、除垢、杀菌、灭藻效果较好，符合污水排放相关标准。

涂层钛阳极材料制备一般采用热分解法制备，将铂族贵金属在合适的溶剂中搅拌溶解形成贵金属涂层溶液，将溶液涂覆于预处理的钛基体上，溶剂在高温氧化过程中蒸发，于 350~450°C 分解，在钛金属基体上形成几微米至十几微米厚的活性氧化物层。
在热分解过程中，金属钛基体表面被部分氧化形成一层薄的 TiOx，隔离了基体金属和涂层材料的连接，增大阳极电阻，影响到活性物层的电化学行为和服役寿命。同时涂层成分和涂液配比不一致，会导致涂层结构成分分布不均匀，部分涂层混合氧化物颗粒偏大，影响阳极材料性能。目前涂层钛阳极材料仍存在一些不足，如贵金属元素用量较大，阳极材料成本偏高；贵金属涂层和钛基材的结合力在复杂电场、苛刻工况条件下会有所衰减，可能出现涂层脱落、基材腐蚀等情况。基于以上问题，可在钛阳极板材料的制备工艺上进行优化改进。