Detalizēts titāna anoda skaidrojums
1. Kas ir titāna anods?
Titāna anods ir anods titāna bāzes metāla oksīda pārklājumā. Saskaņā ar dažādiem katalītiskiem pārklājumiem uz virsmas, tai ir skābekļa evolūcijas un hlora evolūcijas funkcija. Parasti elektrodu materiāliem jābūt ar labu elektrovadītspēju, nelielām polu piķa izmaiņām, spēcīgu izturību pret koroziju, labu mehānisko stiprību un apstrādes veiktspēju, ilgu kalpošanas laiku, zemām izmaksām un labu elektrokatalītisko veiktspēju elektrodu reakcijām. Titāns pašlaik ir vispiemērotākais. Metāls, kas vajadzīgs visaptverošām prasībām, parasti rūpniecisks tīrs titāns TA1\TA2.
Metāla oksīda pārklājuma loma uz titāna anoda ir: zema pretestība, laba vadītspēja (titāna vadītspēja nav laba), stabils dārgmetāla pārklājuma ķīmiskais sastāvs, stabila kristāla struktūra, stabils elektroda izmērs un izturība pret koroziju Labs, ilgs kalpošanas laiks, ar labu elektrokatalītisko veiktspēju, kas ir izdevīga, lai samazinātu skābekļa evolūcijas un hlora evolūcijas reakciju virspotenciālo un ietaupītu elektroenerģiju.
2. Anodi metalurģiskajā rūpniecībā ir sadalīti šķīstošos anodos un nešķīstošos anodos.
Šķīstošais anods spēlē metāla jonu un vadīšanas papildinājumu elektrolīzes procesā, bet nešķīstošais anods spēlē tikai vadīšanas lomu. Agrākie nešķīstīgie anodi bija grafīts un svina anodi. Titāna anodus sāka izmantot elektrolīzes un galvanizācijas nozarēs kā jaunu tehnoloģiju 20. gadsimta 70. gados. Pašlaik nešķīstošos anodus var iedalīt divās kategorijās: hlora evolūcijas anodi un skābekļa evolūcijas anodi. Hlora evolūcijas anodu galvenokārt izmanto hlorīda elektrolītu sistēmā. Hlora gāze tiek atbrīvota no anoda galvanizācijas procesā, tāpēc to sauc par hlora evolūcijas anodu; skābekļa evolūcijas anodu galvenokārt izmanto elektrolītu sistēmās, piemēram, sulfātā, nitrātā un hidrociātā. Procesa laikā skābeklis izdalās no anoda, tāpēc to sauc par skābekļa evolūcijas anodu. Svina sakausējuma anoda skābekļa evolūcijas anodam, titāna anodam ir skābekļa evolūcijas, hlora evolūcijas funkcija vai abi atbilstoši dažādajam katalītiskajam pārklājumam uz virsmas.
3. Svina un svina sakausējuma anodi
Svina sakausējuma anods ir skābekļa evolūcijas anods. Skābekļa evolūcijas reakcijas elektrolīts ir sērskābe un sulfāts, ko galvenokārt izmanto elektrolītiskai metalurģijai. Šāda veida anodam ir defekts, ka ģeometriskā izmēra izmaiņas elektrolīzes procesā. Elektrolīzes procesā svina anoda matricu vispirms pārvērš svina sulfātā un pēc tam svina oksīdā. Svina sulfāts ir starpslānis. Tas ir izolators un darbojas kā ķīmiska barjera. Tas var aizsargāt iekšējo svina matricu sērskābes vidē. Svina oksīds ir elektrods ārējā slāņa faktiskajā nozīmē. Skābekļa evolūcijas reakcija notiek uz svina oksīda. Svina oksīda skābekļa evolūcijas potenciāls ir ļoti augsts, un tas strauji palielinās, palielinoties pašreizējam blīvumam. Šī svina sakausējuma anoda iezīme ir tā, ka tā ārējais slānis ir oksidēts. Svina-svina oksīda raksturīgās īpašības nosaka sliktais elektrības vadītājs. Turklāt elektrolīzes procesa laikā svina oksīda anoda struktūras elektroķīmiskā veiktspēja tiek pastāvīgi mazināta, un iekšējā stresa radīšana izraisa oksīda slāņa nokrišanu. Turklāt svina peroksīda veidošanās arī izraisa oksīda izšķīšanu, jo sērskābes svina starpslānis atkal tiek pārvērsts svina oksīdā, kas kļūst par jaunu ārējā slāņa oksīda elektrokatalītisko aktīvo materiālu, un iekšējā svina matrica atkal oksidējas, veidojot jaunu svina sulfāta starpslāni.
4. Titāna anods
Titāna anodiem nav mehāniskās izmēru noāršanas trūkums salīdzinājumā ar grafīta anodiem un svina sakausējuma anodiem, tāpēc tos sauc arī par izmēru stabilitātes anodiem. Titāna anodiem ir šādas priekšrocības: stabili ģeometriskie izmēri; ģeometrisko formu daudzveidība; lieliska elektroķīmisko un ķīmisko īpašību stabilitāte; lieliska elektrokatalītiskā aktivitāte; zems anoda potenciāls un nejutīgs pret ķēdes blīvuma izmaiņām; enerģijas taupīšana un ilgstoša elektrolīze Šķidruma kalpošanas laiks; bez apkopes; ilgs kalpošanas laiks (ļoti svarīgs); augstas kvalitātes katoda produkti (bez piemaisījumiem vai ļoti maz piemaisījumu, viendabīga mikrostruktūra, piemēram, elektrolītiskais varš, cinks, niķelis). Titāna anods ir divslāņu kompozītmateriāla struktūra, kas sastāv no metāla substrāta un pārklājuma uz substrāta. Titāna substrāts darbojas kā vadītājs, un pārklājums darbojas kā elektroķīmisks katalizators skābekļa evolūcijai/hlora evolūcijas reakcijai. Šā pārklājuma skābekļa/hlora evolūcijas potenciāls ir zems, un skābekļa/hlora evolūcijas potenciāls gandrīz nemainās līdz ar pašreizējo blīvumu. Titāna bāzes vadītājs ir pastāvīgs materiāls ar ilgu pārklājuma kalpošanas laiku. To var izmantot, lai iegūtu gandrīz pilnīgi tīrus katoda produktus bez piesārņojuma un enerģijas taupīšanas.