Metallioksidititaanielektrodien luokittelu ja valmistus

1. Metallioksidielektrodien luokittelu

Metallioksidielektrodi (kutsutaan myös DSA-elektrodiksi) käyttäätitaanialustaksi ja sen pinnalle valmistetaan tietyn paksuinen metallioksidipinnoite. Pinnoite koostuu pääasiassa platinaryhmän metallioksideista ja sitten muista inertistä metallioksideista, kuten TiO₂, Ta₂0₅jne. lisätään. Luokittelumenetelmiä on monia.

Komponenttien lukumäärän mukaan se voidaan jakaa yksikköpinnoitteisiin (kuten PbO/Ti, MnO2/Ti jne.), binääripinnoitteisiin (kuten Ti0₂Ru0₂/Ti, lr0₂Kiitos₂0₅/Ti jne. kolmikomponenttiset pinnoitteet (kuten RuIrTi/Ti, RuCoTi/Ti, RuSnTi/Ti, RuSnlr/Ti jne.), kvaternaariset pinnoitteet (kuten RuIrSnTi/Ti) ja viisikomponenttiset pinnoitteet (kuten RuIrSnCoTi/Ti) ), jne.

Elektrodipinnoitteen tärkeimpien aktiivisten komponenttien mukaan se voidaan jakaa mangaanipohjaisiin anodeihin, lyijypohjaisiin anodeihin, ruteenipohjaisiin anodeihin ja iridiumpohjaisiin anodeihin. Kuten taulukosta 1.1 näkyy.

Välilehti1.1 DSA:n luokitus ja sovellus

Elektrodin pinnalla tapahtuvan pääreaktion mukaan se jaetaan pääasiassa kloorin muodostusta varten oleviin elektrodeihin (pääasiassa ruteenilla päällystettyihin, kuten Ti02Ru02/Ti) ja hapenkehityselektrodeihin (pääasiassa iridiumilla, kuten Ir02Ta205/Ti päällystettyihin). metallioksidielektrodien valmistuksessa käytetään enimmäkseen lämpöhapetusta saadakseen tietyn paksuisen metallioksidin titaanisubstraatille.

1.1 Titaanisubstraatin esikäsittely

Ennen metallioksidin maalausta on suoritettava titaanisubstraatin pintakäsittely. Sen tarkoituksena on poistaa öljytahrat ja oksidikalvo alustan pinnalta siten, että substraatti on aktiivisessa tilassa, mikä parantaa pinnoitteen ja titaanisubstraatin välistä sidosvoimaa, parantaa elektrodin johtavuutta ja pidentää elektrodin käyttöikää.

Titaanisubstraatin esikäsittelyssä on seuraavat vaiheet: hiekkapuhallus, rasvanpoisto, happoetsaus, puhdistus ja kuivaus.

1.2 Hiekkapuhallus titaanisubstraatin pinnalle tapahtuu paineilmalla, ja pieniä hiekkahiukkasia (tai metallipellettejä) ruiskutetaan titaanisubstraatin pinnalle nopealla ilmavirralla ja tietyllä kaltevuuskulmalla. Pinnoite) putoaa titaanipinnalta tasaisen kuoppaisen pinnan saamiseksi.

1.3 Hiekkapuhalluksen jälkeen titaanisubstraatin pinnalla on öljytahroja. Liuotinrasvanpoisto (tai elektrolyyttinen rasvanpoisto) vaaditaan, kunnes alustan pinnalla ei ole öljyisiä vesipisaroita. Muuten öljyn läsnäolo vähentää suuresti pinnoitteen ja alustan välistä sidosvoimaa. Happoetsaus on upottaa rasvaa poistava titaanisubstraatti 0,1 kg/l oksaalihappoliuokseen (tai HF-liuokseen) ja syövyttämällä sitä 1-3 tuntia kiehuvassa tilassa. Röntgendiffraktioanalyysin mukaan titaanimatriisin faasirakenteessa esiintyi samanaikaisesti titaanihydridiä ja oksideja happopesun jälkeen (kuten kuvassa 1.2). Pinnalle muodostuneen titaanihydridin koostumus on lähellä TiH1,79:ää ja sen vapaa muodostumisenergia on 82.9-85,9 kj/mol, ja koostumus on melko stabiili. Lisää 2h 200 asteessa, sen peruskoostumus voi silti pysyä muuttumattomana, mikä on erittäin hyödyllistä pitkäaikaisessa säilytyksessä. Pinnoitteen sidosvoiman parantamiseksi ja johtavuuden parantamiseksi peittauskäsittely on erittäin tärkeä, ja se on tärkeä askel titaanisubstraatin pintaaktivoinnin toteuttamisessa.

Yleensä jalometallien ja niiden oksidien sidosvoima titaanioksidilla on suurempi kuin niiden sitomisvoima puhtaalla titaanilla. Sen vuoksi titaanisubstraatin etsauksen lisäksi ennen pinnoittamista titaanisubstraatin pinta on aktivoitava, jotta siitä tulee huokoinen. Titaanioksidikerros, joten matriisikäsittelyprosessi on itse asiassa titaanimatriisimetallin aktivointiprosessi. Kun titaanisubstraatti on hiekkapuhallettu, rasvanpoisto ja happokäsitelty, pinnalla on eri syvyisiä kuoppia. Näiden kuoppien olemassaolo parantaa pinnoitteen ja alustan tarttumislujuutta. Ennen pinnoittamista titaanisubstraatti on puhdistettava ultraäänilaitteella, jotta kuoppasta ja alustan pinnalta kertynyt jauhe ja lika poistetaan. Koska oksaalihappoetsauksessa titaanioksalaattia tuotetaan ja kiinnitetään titaanisubstraatin pintaan. Jos titaanisubstraatti otetaan pois happosäiliöstä, on mahdotonta poistaa kerrostumia yksinkertaisesti huuhtelemalla, muuten pinnoitteen ja titaanisubstraatin tarttumislujuus heikkenee. Puhdistettu titaanisubstraatti tulee laittaa tislattuun veteen myöhempää käyttöä varten titaanisubstraatin hapettumisen estämiseksi. Ennen avaamista. Titaanisubstraatin pinnalla oleva kosteus ja mikrohuokoset on kuivattava. Muuten päällystyksen aikana paistamaton vesi on vuorovaikutuksessa päällystysliuoksessa olevan titaanisuolan (tai tinasuolan) kanssa, jolloin muodostuu sakkaa, joka aiheuttaa pinnoitteen irtoamisen ja vaikuttaa elektrodin käyttöikään.

2. Elektrodin valmistelu

Prosessiparametrit, kuten päällystysliuoksen koostumus, pinnoitusliuoksen pitoisuus, kuivauslämpötila ja -aika sekä terminen hapettumislämpötila ja -aika, vaikuttavat suoraan elektrodin suorituskykyyn. Harjauskertojen lukumäärä ja päällystysliuoksen pitoisuus liittyvät harjauksen määrään; lämpöhapetusaikojen lukumäärä, aika ja lämpötila vaikuttavat elektrodin sähkökemialliseen suorituskykyyn ja korroosionkestävyyteen. Vähemmän lämpöhapetusaikoja, alhainen lämpötila ja lyhyt aika, mikä johtaa pinnoitteen epätäydelliseen hapettumiseen ja epätasaiseen oksidin kiteytymiseen, mikä vähentää elektrodin katalyyttistä suorituskykyä ja käyttöikää; kun lämpöhapetuksen määrä kasvaa, lämpötila nousee ja aika pitenee, se aiheuttaa titaanimatriisin hapettumista ja oksidihiukkasten lisääntymistä, mikä myös vähentää elektrodin katalyyttistä suorituskykyä ja lyhentää elektrodin käyttöikää . Siksi, sillä oletuksella, että se ei vaikuta pinnoitteen suorituskykyyn, lämpöhapetuspinnoitusprosessia tulisi käyttää muutaman harjauksen jälkeen terminen hapettumisen määrän vähentämiseksi. Lisäksi valmisteluprosessin aikana tulee kiinnittää huomiota seuraaviin seikkoihin:

2.1 Aina kun maalaat, pinnoitteen tulee olla ohut ja tasainen. Päällystysliuosta levitetään yleensä noin 15 - 18 kertaa, jotta vältetään pinnoitusliuoksen suuri määrä kertymistä tai agglomeroitumista substraatin pinnalle.

2.2 Infrapunalampun alla liuotin haihtuu hitaasti ja lämpötila määritetään liuottimen kiehumispisteen mukaan; aika on sopiva liuottimen haihtumiseen täydellisesti, jotta vältetään liuottimen hiiltyminen korkeassa lämpötilassa ja vaikutetaan pinnoitteen suorituskykyyn.

2.3 Täysin kuivattu elektrodi lähetetään muhveliuuniin, ja hapetuslämpötila ja -aika määritetään pinnoitekoostumuksen mukaan, yleensä 5-15 minuuttia.

2.4 Kun elektrodi on termisesti hapetettu, se on jäähdytettävä huoneenlämpötilaan ennen seuraavan harjauksen suorittamista, jotta kylmä ja kuumuus eivät vaurioidu oksidipinnoitetta.

2.5 Kun harjaus ja kuivaus on suoritettu loppuun, hapeta lämpöä muhveliuunissa 1 tunnin ajan, jotta elektrodin pinnoite hapettuu kokonaan.

Suositut Tagit: metallioksidi-titaanielektrodien luokitus ja valmistus, Kiina, valmistajat, toimittajat, tehdas, räätälöity, tukkumyynti, alhainen hinta, varastossa