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鈦陽極、鈦電極

鈦陽極

作者:榮泰 時間:2021-11-05 00:59???
鈦陽極就是鈦基金屬氧化物涂層中的陽極。根據其表面催化涂層不同分別具有析氧功能、析氯功能。一般電極材料要具有良好的導電性,極距變化小,耐腐蝕性強,機械強度和加工性能好,壽命長,費用低,對電極反應具有良好的電催化性能,鈦是最能滿足以上綜合要求的金屬,一般采用工業純鈦TA1\TA2。
鈦陽極上的金屬氧化物涂層的作用是:電阻率低,具有良好的導電性(鈦本身導電性能不好),貴金屬涂層的化學組成穩定,晶體結構穩定,電極尺寸穩定,耐蝕性好,壽命長,具有良好的電催化性能,有利于降低析氧、析氯反應的過電位,節約電能。
優點
1、鈦陽極工作壽命長,隔膜法生產氯堿工業中,金屬陽極耐氯和堿的腐蝕,陽極壽命己達6年以上,而石墨陽極僅為8個月。
2、可克服石墨陽極和鉛陽極溶解問題,避免對電解液和陰極產物的污染,因而可提高金屬產品純度。
3、可提高電流密度。隔膜法生產氯堿中,石墨陽極的工作電流密度為8A/dm2,鈦陽極可成倍地增加,達17A/dm2,這樣在電解廠房、電解槽相同的條件下,產量可增加1倍,提高了單槽生產能力,有效地提高了勞動生產效率。在高工作電流密度下進行電解時,使用鈦陽極比較適宜。
4、由于采用了金屬陽極,氯酸鹽電解槽的高溫、高電流密度操作成為可能。金屬陽極的采用使電解槽構造得以改善,降低了電能消耗,加快了次氯酸鹽生氣氯酸鹽的化學反應,從而提高了生產性能。
5、采用了DSA,水銀法及隔膜法食鹽電解槽的設計概念和操作條件得以改進,能耗得以降低。DSA低的過電位特性,電極間表面及電極的氣泡容易排除,是金屬陽極電解槽槽電壓降低的重要原因。
由于鈦陽極具有很多優點,它的開發使氯堿工業取得很大經濟效益,因此很快便在世界各地推廣使用。氯堿生產能力,全世界約4100萬噸/年,采用鈦陽極不小于70%,鈦陽極被譽為氯堿工業一項重大技術革命。隨后,鈦陽極在許多電解工業中也得到廣泛的推廣應用。
6、陽極尺寸穩定,電解過程中電極間距離不變化,可保證電解操作在槽電壓穩定情況下進行。
7、可避免鉛陽極變形后的短路問題,因而可提高電流效率。
8、鈦陽極重量輕,可減輕勞動強度。
9、開關制作容易,可高精度化。
10、工作電壓低,因此電能消耗小,可節省電能消耗,直流電耗可降低10%~20%。鈦陽極工作電壓低的主要原因:1)活性涂層鈦陽極對氯和氧的過電位均比較低。鹽水電解生產氯堿時,鈦陽極對氯過電位低,在1A/cm2時比石墨陽極低140mV;2)可降低“氣泡屏蔽效應”,金屬陽極表面生成的氣泡比較細小,且脫離迅速,這樣電極間充氣度大為降低,兩極間歐姆降大約為700mV,氣泡直徑約為3mm;3)降低了陽極結構的電阻;4)縮短了極間距離。
20世紀60年代,全世界食鹽電解工業年耗電量約1500億度,使用金屬陽極后,每年可節約電能約3億度。
11、氯堿生產中,使用鈦陽極后,產品質量高,氯氣純度高,不含CO2,堿濃度高,可節省加熱用蒸汽,節省能源消耗。
12、耐腐蝕性強,可在許多腐蝕性強,有特殊要求的電解介質中工作。
13、基體金屬鈦可多次反復使用。
14、金屬陽極的出現,使用氯堿工業中近期涌現出的最新離子膜電解技術得以設計和實現工業化。

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