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鈦陽極以及有活性涂層的鈦陽極在電化學(xué)工業(yè)中的應(yīng)用

鈦陽極以及有活性涂層的鈦陽極在電化學(xué)工業(yè)中的應(yīng)用

 鈦陽極,作為鈦基金屬氧化物涂層中的陽極,想較于一般電極材料,有著良好的催化性能、極距變化小、耐腐蝕性強(qiáng)、機(jī)械強(qiáng)度和加工性能好,受到眾多領(lǐng)域的青睞。而探究其如此火爆的市場,還得益于以下原因:
一、鈦陽極工作壽命長,隔膜法生產(chǎn)氯堿工業(yè)中,金屬陽極耐氯和堿的腐蝕。相較于石墨陽極僅為8個月的使用時間,鈦陽極壽命己達(dá)6年以上。能很好地克服石墨陽極和鉛陽極溶解問題,避免對電解液和陰極產(chǎn)物的污染,因而可提高金屬產(chǎn)品純度。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(gòu)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(xué)反應(yīng),從而提高了生產(chǎn)性能。
二、鈦陽極能極大地的提高電流密度,隔膜法生產(chǎn)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(dá)17A/dm2,這樣在電解廠房、電解槽相同的條件下,產(chǎn)量可增加1倍,提高了單槽生產(chǎn)能力,有效地提高了勞動生產(chǎn)效率。在高工作電流密度下進(jìn)行電解時,使用鈦陽極比較適宜。此外,鈦陽極尺寸穩(wěn)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(wěn)定情況下進(jìn)行。
三、工作電壓低,因此電能消耗小,可節(jié)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(chǎn)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(yīng)”,金屬陽極表面生成的氣泡比較細(xì)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(jié)構(gòu)的電阻;
4)縮短了極間距離。
四、采用了DSA,水銀法及隔膜法食鹽電解槽的設(shè)計概念和操作條件得以改進(jìn),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。據(jù)悉在20世紀(jì)60年代,全世界食鹽電解工業(yè)年耗電量約1500億度,使用金屬陽極后,每年可節(jié)約電能約3億度。同時,鈦陽極重量輕,可減輕勞動強(qiáng)度。
  未來隨著鈦陽極生產(chǎn)技術(shù)的完善,生產(chǎn)設(shè)備的改進(jìn),鈦陽極除用于電解食鹽之外,還將會航空、汽車、醫(yī)療、海洋工程等領(lǐng)域有著廣泛地運(yùn)用。據(jù)悉,近幾年,鈦陽極在人類日常生活中的應(yīng)用在不斷擴(kuò)展,且發(fā)展速度很快,應(yīng)用技術(shù)也更趨成熟、完善。