Förberedelse av komposit mellanskikt PbO2 anod
Varför utveckla den sammansatta mellanskiktet PbO2-belagda titananoden?
Ur perspektivet att fördröja passiveringsgraden av belagd titananodmatris och förbättra överpotentialen för anodsyreutveckling, en titanbaserad blydioxid(PbO2)-elektrod med ett sammansatt mellanskikt som innehåller Ta2O5-TiO2 och SnO2- Sb2O5 framställdes genom termisk nedbrytningsmetod. Morfologin, fasstrukturen, elementsammansättningen och kemiska egenskaperna hos blydioxidanoden i kompositmellanskiktet och blydioxidanoden hos sno2-sb2o5 mellanskiktet analyserades med hjälp av svepelektronmikroskop, röntgendiffraktion och energispektrum . Resultaten visar att livslängden för den sammansatta mellanskiktsanoden är betydligt längre än den för sno2-sb2o5 mellanskiktsanoden, och den har högre syreutvecklingsöverpotential och korrosionsbeständighet. Den titanbaserade blydioxid(PbO2)-elektroden med det sammansatta mellanskiktet av Ta2O5-TiO2 och SnO2-Sb2O5 är en mycket lovande syreutvecklingsanod i sur miljö.
PbO2-belagd titanod har god elektrokatalytisk aktivitet och hög syreutvecklingsöverpotential. Den är för närvarande erkänd som den mest kostnadseffektiva specialanoden för syreutveckling i miljön med pH mindre än eller lika med 8. Den har breda tillämpningsmöjligheter inom hydrometallurgi, organisk avloppsrening, industriell galvanisering och andra industrier.
Även om Ti-baserad PbO2-beläggningsanod har god stabilitet i miljön med pH mindre än eller lika med 8, finns det fortfarande problem som att beläggningen faller av och anodpassivering. Med tanke på ovanstående skäl och deaktiveringsmekanismen för PbO2-belagd titananod, är det tänkt att lägga till ett övergångsskikt Ta2O5-TiO2 mellan titansubstratet och beläggningen PbO2, vilket kan förhindra syre från att tränga in i titansubstratet , vilket indikerar att TiO2 inte kan bildas och har god ledningsförmåga, vilket förbättrar anodens livslängd. Forskningen visar att förutom platina, platinatitan och andra ädelmetaller har det syreresistenta mellanskiktet också Ta2O5-TiO2 och SnO2-Sb2O5. Denna oxid har ett högt kostnadsförhållande och aktiviteten är likvärdig med platinagruppens metaller. Därför, ur perspektivet att fördröja passiveringen av titanmatrisen och förbättra överpotentialen och livslängden för anodsyreutveckling, är det en ny idé att förbereda den sammansatta mellanskikts-PbO2-elektroden av Ta2O5-TiO2 och SnO2- Sb2O5 genom termisk nedbrytningsmetod.
Förberedelse av blydioxidelektrod i mellanskiktet av kompositskiktet
Blanda tantalsaltlösningen och tetrabutyltitanat i en viss proportion, späd den med n-butanol till en viss koncentration och skaka den väl i mer än 1 timme. Belägg det förbehandlade titannätet jämnt med en borste, torka det i en 100 graders torkugn i 10 minuter och sätt sedan in det i en 500-600 graders muffelugn för högtemperaturoxidation i 10 minuter. Upprepa detta i 5 gånger (den sista oxidationen i 30 min) för att helt oxidera beläggningen. Blanda sedan saltlösningen av tenn och saltlösningen av antimon i en viss proportion, späd den med n-butanol och isopropanol till en viss koncentration, skaka den väl och placera den i mer än 1 timme. Belägg det förbehandlade titannätet jämnt med en borste, torka det i en 100 graders torkugn i 10-15min och lägg det sedan i en 500-600 graders muffelugn för högtemperaturoxidation i 10-15 min. Upprepa detta 3 gånger (den sista oxidationen i 30 min) för att helt oxidera beläggningen. Det vill säga det sammansatta mellanskiktet förbereds.
Förbered en viss koncentration av blynitratlösning med avjoniserat vatten, värm blynitratlösningen till cirka 60 grader, tillsätt en viss mängd natriumhydroxidlösning, rör om fullständigt och galvanisera med en viss ström för att framställa -PbO2.
Förbered en viss koncentration av blynitratlösning med avjoniserat vatten, tillsätt en viss mängd tillsatser och salpetersyra, justera lösningens pH, värm den till en viss temperatur, rör om helt och utför galvanisering med en viss ström för att förbereda - PbO2.
Förbättrade livstidstester och slutsatser
Med sk-520 justerbar spänningsstabiliserad strömförsörjning används den förberedda elektroden som anod, den rena titanplattan används som katod och elektrodavståndet hålls på 20 mm. testas under förhållanden.
Figur 1, relationskurva mellan cellspänning och elektrolystid när olika
mellanskikt elektrolyseras i samma medium
Det framgår av figur 1 att under samma elektrolysförhållanden började cellspänningen för de två elektroderna att sjunka, men efter elektrolys under en tid var cellspänningen i ett stabiliserat tillstånd och till sist steg cellspänningen kraftigt tills elektroden blev inaktiv. Figur 1 visar tydligt att livslängden för den titanbaserade blydioxidelektroden i det sammansatta mellanskiktet av Ta2O5-TiO2 och SnO2-Sb2O5 är dubbelt så högt som det mellanliggande SnO2-Sb2O5-skiktet elektrod. Det visar att introduktionen av kompositmellanskikt har förbättrat elektrodens livslängd avsevärt. Anledningen är: i elektrolysprocessen, på grund av penetrering av sur elektrolyt i matrisen, och en del av syret som genereras i elektrolysprocessen adsorberas på elektrodytan och kontinuerligt diffunderar eller migreras till titanmatrisen, adsorberas det på ytan av titansubstrat genom sprickorna i den aktiva beläggningen, som reagerar med titanmatrisen för att generera icke-ledande TiO2, vilket gör elektrodens ledningsförmåga sämre, vilket leder till passivering av anodbeläggningen och anodens brott. Men med tillägg av Ta2O5-TiO2 och SnO2-Sb2O5 är det sammansatta mellanskiktet relativt tätt och har god diffusivitet. Den är jämnt täckt på ytan av titansubstratet, vilket gör det svårt för elektrolyten att tränga in i ytan av titansubstratet. Diffusionen av reaktiva syreämnen som fälls ut under elektrolys till titansubstrat blockeras, vilket förbättrar korrosionsbeständigheten hos beläggningen till lösning och förhindrar bildandet av TiO2-oxidfilm. Således förlängs anodens livslängd.
