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Ánodo de titanioGeneralmente se llama DSA (Ánodo dimensionalmente estable), que es un ánodo dimensionalmente estable. Fue inventado a finales de los años 1960. El ánodo de titanio se utilizó por primera vez en la producción de cloro-álcali y ahora se usa ampliamente en la industria química, protección ambiental, electrólisis de agua, tratamiento de agua, electrometalurgia, cerraduras eléctricas, producción de flautas metálicas, electrosíntesis orgánica, electrodiálisis, protección catódica y otros campos. Impulsados por los investigadores, los conocimientos teóricos como la ciencia de los electrodos, la ingeniería de reacción de los electrodos, la cinética del proceso de los electrodos y la ciencia electrocatalítica también se innovan y enriquecen constantemente.
El nacimiento del ánodo de titanio ha promovido en gran medida el desarrollo de la producción de electrólisis salina y supone una importante revolución tecnológica en la industria cloro-álcalina. La invención del DSA es uno de los principales inventos de la industria electroquímica en el siglo XX y una contribución histórica al campo de la electroquímica.
1. Aplicación de ánodo de titanio en la producción de cloro-álcali.
Como material básico del electrodo, la mayor ventaja del titanio es su buena durabilidad química y su buen rendimiento en el procesamiento mecánico. Un excelente rendimiento del procesamiento mecánico es extremadamente importante para el diseño de celdas electrolíticas.
Sobre la superficie del titanio se genera una película de óxido muy fina, muy densa y altamente resistente a la corrosión. Cuando hay aniones con fuerte actividad de cloruro, tiene buena resistencia a la corrosión incluso en condiciones de alto sobrepotencial.
Teniendo en cuenta que la reacción del electrodo tiene lugar en la superficie del electrodo, la matriz del electrodo no necesita actividad catalítica, sino que solo desempeña el papel de resistencia a la corrosión y conductividad. No hay muchos sustratos para electrodos y se limitan a metales tipo válvula como el titanio. En un entorno de polarización anódica, la superficie del titanio se oxida y se cubre con una película no conductora muy delgada, lo que la convierte en una matriz resistente a la corrosión. Aunque la resistencia del metal titanio es 30 veces mayor que la del cobre, su conductividad es suficiente para procesos generales de electrólisis. De esta manera, un catalizador muy delgado unido a la matriz de titanio puede convertirse en un electrodo práctico, y se pueden usar óxidos metálicos del grupo platino y rutenio-iridio como catalizadores activos. Los electrodos recubiertos de platino y de rutenio-iridio no se consumen ni se deforman.
2. Otros ánodos de titanio para electrólisis de cloro.
Otras electrólisis de cloro incluyen clorato, electrólisis de agua de mar, producción de hipoclorito de sodio, etc.
3. Ánodo de titanio para electrólisis de oxígeno.
En el electrolizador de membrana iónica, la sal de Glauber se electroliza para recuperar ácidos y álcalis. El oxígeno precipita en el ánodo de la electrólisis del ácido sulfúrico. Al principio se utilizaron electrodos de platino recubiertos de titanio. Debido a la corta vida útil del ánodo, se utilizó DSA en su lugar. En ese momento, la durabilidad de DSA no podía cumplir con los requisitos del proceso. Después de la mejora, nació el práctico DSA con resistencia a la precipitación de oxígeno.
El DSA recubierto con óxido de iridio y óxido de tantalio, que se utiliza como ánodo para la electrólisis del ácido sulfúrico, aún conserva la mayor parte del recubrimiento cuando el ánodo no se puede utilizar. Se puede inferir que la durabilidad del ánodo mejora debido al deterioro por oxidación o corrosión del titanio en la interfaz entre el recubrimiento y el sustrato de titanio. La capa de óxido mixto es la misma que la capa catalítica activa y se prepara mediante descomposición térmica.
Posteriormente, las placas de acero para cerraduras eléctricas, la fabricación de cajas de cobre, la formación electroquímica de cajas de aluminio y las placas de acero inoxidable decapadas adoptaron DSA para la evolución de oxígeno.
4. Nuevos electrodos para electrólisis industrial
1) electrodo de diamante
2) Electrodo de difusión de gas
3) Fabricación de peróxido de hidrógeno.
4) Electrodo de platino sinterizado (electrodo de aleación de platino-iridio sinterizado)
Desde la década de 1990 se han desarrollado generadores domésticos de agua de iones electrolíticos. El consumo regular de agua con iones alcalinos puede neutralizar los radicales libres de metabolitos ácidos dañinos en el cuerpo y tratar directamente las enfermedades gastrointestinales causadas por el exceso de ácido gástrico. El agua de iones ácidos tiene el efecto de desinfección y belleza. El agua ácida fuerte puede matar rápidamente los microorganismos y tiene un fuerte efecto bactericida, proporcionando lavado y desinfección. Para preparar dispositivos de electrólisis de agua con iones, para evitar que los cristales de calcio precipiten en el agua y afecten el flujo suave del agua, a menudo se cambia la polaridad del electrodo, el cátodo se convierte en el ánodo y el ánodo se convierte en el cátodo, es decir, el Se requiere material del electrodo para poder pasar corriente en la dirección inversa, y el mismo electrodo puede usarse como ánodo o cátodo.
En el pasado, la selección de materiales para electrodos con alto potencial de sobrepotencial de oxígeno consideraba el electrodo de Pt, el electrodo de titanio y platino, el electrodo de dióxido de plomo y el electrodo de plomo. Durante el proceso de electrólisis, el electrodo de dióxido de plomo y el electrodo de plomo se disolverán, produciendo sustancias que son dañinas para el entorno de electrólisis. El electrodo de PT y el electrodo de platino y titanio son caros.
El electrodo de Pt sinterizado y el electrodo de aleación de Pt--Ir sinterizado no solo conservan las características potenciales de alto desprendimiento de oxígeno del electrodo de platino, sino que también tienen las ventajas del cátodo y el ánodo, y el precio no es muy diferente del del titanio recubierto tradicional. electrodo. El electrodo de Pt sinterizado y el ánodo de rutenio-iridio se han utilizado en 5 tipos de dispositivos de electrólisis de agua, incluidos dispositivos de electrólisis de agua iónica y dispositivos de electrólisis de agua súper ácida, y otras industrias de electrólisis.
DSA es una reacción de electrólisis y un electrodo universal. Ahora la electrólisis industrial se centra en DSA, asistida por electrodos funcionales, electrodos de diamante, nuevos electrodos de difusión de gas, electrodos de Pt sinterizados y el ánodo de rutenio-iridio tiene una gama más amplia de aplicaciones.
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