Penyediaan anod PbO2 interlayer komposit
Mengapa membangunkan anod titanium bersalut PbO2 interlayer komposit?
Dari perspektif melambatkan tahap pempasifan matriks anod titanium bersalut dan meningkatkan potensi lebihan evolusi oksigen anod, elektrod plumbum dioksida(PbO2) berasaskan titanium dengan interlayer komposit yang mengandungi Ta2O5-TiO2 dan SnO2- Sb2O5 telah disediakan dengan kaedah penguraian terma. Morfologi, struktur fasa, komposisi unsur dan sifat kimia anod plumbum dioksida bagi interlayer komposit dan anod plumbum dioksida bagi interlayer sno2-sb2o5 telah dianalisis dengan menggunakan mikroskop elektron pengimbasan, pembelauan sinar-X dan spektrum tenaga . Keputusan menunjukkan bahawa hayat perkhidmatan anod interlayer komposit jauh lebih lama daripada anod interlayer sno{11}}sb2o5 dan ia mempunyai evolusi oksigen yang lebih tinggi potensi lebihan dan rintangan kakisan. Elektrod plumbum dioksida(PbO2) berasaskan titanium dengan interlayer komposit Ta2O5-TiO2 dan SnO2-Sb2O5 ialah anod evolusi oksigen yang sangat menjanjikan dalam persekitaran berasid.
Anod titanium bersalut PbO2 mempunyai aktiviti elektrokatalitik yang baik dan potensi berlebihan evolusi oksigen yang tinggi. Ia kini diiktiraf sebagai anod khas yang paling menjimatkan kos untuk evolusi oksigen dalam persekitaran pH Kurang daripada atau sama dengan 8. Ia mempunyai prospek aplikasi yang luas dalam hidrometalurgi, rawatan kumbahan organik, penyaduran elektrik industri dan industri lain.
Walaupun anod salutan PbO2 berasaskan Ti mempunyai kestabilan yang baik dalam persekitaran pH Kurang daripada atau sama dengan 8, masih terdapat masalah seperti salutan jatuh dan pemapasian anod. Memandangkan sebab di atas dan mekanisme penyahaktifan anod titanium bersalut PbO2, adalah dijangkakan untuk menambah lapisan peralihan Ta2O5-TiO2 antara substrat titanium dan salutan PbO2, yang boleh menghalang oksigen daripada menembusi substrat titanium , menunjukkan bahawa TiO2 tidak boleh dibentuk dan mempunyai kekonduksian yang baik, yang meningkatkan hayat anod. Penyelidikan menunjukkan bahawa sebagai tambahan kepada platinum, platinum titanium dan logam berharga lain, interlayer kalis oksigen juga mempunyai Ta2O5-TiO2 dan SnO2-Sb2O5. Oksida ini mempunyai nisbah prestasi kos yang tinggi dan aktivitinya adalah bersamaan dengan logam kumpulan platinum. Oleh itu, dari perspektif melambatkan pempasifan matriks titanium dan meningkatkan potensi lampau dan hayat evolusi oksigen anod, adalah idea baharu untuk menyediakan elektrod interlayer PbO2 komposit Ta2O5-TiO2 dan SnO2- Sb2O5 melalui kaedah penguraian terma.
Penyediaan elektrod plumbum dioksida di lapisan tengah lapisan komposit
Campurkan larutan garam tantalum dan tetrabutyl titanate dalam perkadaran tertentu, cairkan dengan n-butanol pada kepekatan tertentu, dan goncangkannya dengan baik lebih daripada 1 jam. Salutkan mesh titanium yang telah dirawat dengan sekata dengan berus, keringkan dalam ketuhar pengeringan 100 darjah selama 10 minit, dan kemudian masukkannya ke dalam relau meredam 500-600 darjah untuk pengoksidaan suhu tinggi selama 10 minit. Ulangi ini selama 5 kali (pengoksidaan terakhir selama 30 minit) untuk mengoksidakan salutan sepenuhnya. Kemudian campurkan larutan garam timah dan larutan garam antimoni dalam perkadaran tertentu, cairkan dengan n-butanol dan isopropanol kepada kepekatan tertentu, goncangkannya dengan baik dan letakkan selama lebih daripada 1 jam. Lap rata mesh titanium yang telah dirawat dengan berus, keringkan dalam ketuhar pengeringan 100 darjah selama 10-15minit, dan kemudian masukkannya ke dalam relau meredam 500-600 darjah untuk pengoksidaan suhu tinggi selama 10-15 min. Ulangi ini selama 3 kali (pengoksidaan terakhir selama 30 minit) untuk mengoksidakan salutan sepenuhnya. Iaitu, lapisan perantaraan komposit disediakan.
Sediakan kepekatan tertentu larutan plumbum nitrat dengan air ternyahion, panaskan larutan plumbum nitrat kepada kira-kira 60 darjah, tambah sejumlah larutan natrium hidroksida, kacau sepenuhnya, dan sadurkan dengan arus tertentu untuk menyediakan -PbO2.
Sediakan kepekatan tertentu larutan plumbum nitrat dengan air ternyahion, tambah sejumlah aditif dan asid nitrik tertentu, laraskan pH larutan, panaskan pada suhu tertentu, kacau sepenuhnya, dan jalankan penyaduran elektrik dengan arus tertentu untuk menyediakan - PbO2.
Ujian dan kesimpulan seumur hidup yang dipertingkatkan
Menggunakan bekalan kuasa penstabil voltan boleh laras sk-520, elektrod yang disediakan digunakan sebagai anod, plat titanium tulen digunakan sebagai katod, dan jarak elektrod dikekalkan pada 20mm. diuji dalam keadaan.
Rajah 1, lengkung hubungan antara voltan sel dan masa elektrolisis apabila berbeza
lapisan perantaraan dielektrolisis dalam medium yang sama
Ia boleh dilihat dari Rajah 1 bahawa di bawah keadaan elektrolisis yang sama, voltan sel kedua-dua elektrod mula menurun, tetapi selepas elektrolisis untuk satu tempoh masa, voltan sel berada dalam keadaan stabil, dan akhirnya voltan sel meningkat dengan mendadak. sehingga elektrod menjadi tidak aktif. Rajah 1 jelas menunjukkan bahawa hayat perkhidmatan elektrod plumbum dioksida berasaskan titanium bagi lapisan perantaraan komposit Ta2O5-TiO2 dan SnO2-Sb2O5 adalah dua kali ganda daripada lapisan perantaraan SnO2-Sb2O5 elektrod. Ia menunjukkan bahawa pengenalan interlayer komposit telah meningkatkan hayat elektrod dengan ketara. Sebabnya ialah: dalam proses elektrolisis, disebabkan oleh penembusan elektrolit asid ke dalam matriks, dan sebahagian daripada oksigen yang dihasilkan dalam proses elektrolisis terserap pada permukaan elektrod dan terus meresap atau berhijrah ke matriks titanium, ia diserap pada permukaan substrat titanium melalui retakan salutan aktif, yang bertindak balas dengan matriks titanium untuk menghasilkan TiO2 bukan konduktif, menjadikan kekonduksian elektrod lebih teruk, membawa kepada pempasifan salutan anod dan kegagalan anod. Walau bagaimanapun, dengan penambahan Ta2O5-TiO2 dan SnO2-Sb2O5 , lapisan perantaraan komposit agak padat dan mempunyai resapan yang baik. Ia dilitupi sama rata pada permukaan substrat titanium, menjadikannya sukar bagi elektrolit untuk menembusi ke dalam permukaan substrat titanium. Penyebaran spesies oksigen reaktif yang dimendakkan semasa elektrolisis ke substrat titanium disekat, dengan itu meningkatkan rintangan kakisan salutan kepada larutan dan menghalang pembentukan filem TiO2 oksida. Oleh itu, hayat perkhidmatan anod dipanjangkan.
