Klargjøring av kompositt mellomlags PbO2 anode
Hvorfor utvikle den kompositt-mellomlags PbO2-belagte titananode?
Fra perspektivet om å forsinke passiveringsgraden til belagt titananodematrise og forbedre overpotensialet for anodeoksygenutvikling, en titanbasert blydioksyd(PbO2)-elektrode med et sammensatt mellomlag som inneholder Ta2O5-TiO2 og SnO2- Sb2O5 ble fremstilt ved termisk dekomponeringsmetode. Morfologien, fasestrukturen, elementsammensetningen og kjemiske egenskaper til blydioksidanoden til komposittmellomlaget og blydioksidanoden til sno2-sb2o5-mellomlaget ble analysert ved hjelp av skanningselektronmikroskop, røntgendiffraksjon og energispektrum . Resultatene viser at levetiden til kompositt-mellomlagsanoden er betydelig lengre enn for sno2-sb2o5-mellomlagsanoden, og den har høyere oksygenutviklingsoverpotensial og korrosjonsmotstand. Den titanbaserte blydioksid(PbO2)-elektroden med det sammensatte mellomlaget av Ta2O5-TiO2 og SnO2-Sb2O5 er en meget lovende oksygenutviklingsanode i surt miljø.
PbO2-belagt titananode har god elektrokatalytisk aktivitet og høyt oksygenutviklingsoverpotensial. Den er for tiden anerkjent som den mest kostnadseffektive spesialanode for oksygenutvikling i miljøet med pH mindre enn eller lik 8. Den har brede bruksmuligheter innen hydrometallurgi, organisk kloakkbehandling, industriell galvanisering og andre industrier.
Selv om Ti-basert PbO2-belegganode har god stabilitet i miljøet med pH mindre enn eller lik 8, er det fortsatt problemer som belegg som faller av og anodepassivering. I lys av årsakene ovenfor og deaktiveringsmekanismen til PbO2-belagt titananode, er det tenkt å legge til et overgangslag Ta2O5-TiO2 mellom titansubstratet og belegget PbO2, som kan hindre oksygen i å trenge inn i titansubstratet , noe som indikerer at TiO2 ikke kan dannes og har god ledningsevne, noe som forbedrer anodens levetid. Forskningen viser at i tillegg til platina, platinatitan og andre edle metaller, har det oksygenbestandige mellomlaget også Ta2O5-TiO2 og SnO2-Sb2O5. Dette oksidet har et høyt kostnadseffektivitetsforhold og aktiviteten tilsvarer den til platinagruppemetaller. Derfor, fra perspektivet om å forsinke passiveringen av titanmatrise og forbedre overpotensialet og levetiden til anode oksygenutvikling, er det en ny idé å klargjøre den sammensatte mellomlags-PbO2-elektroden til Ta2O5-TiO2 og SnO2- Sb2O5 ved termisk dekomponeringsmetode.
Klargjøring av blydioksidelektrode i det midtre laget av komposittlaget
Bland tantalsaltløsningen og tetrabutyltitanat i en viss andel, fortynn den med n-butanol til en viss konsentrasjon, og rist den godt i mer enn 1 time. Dekk det forbehandlede titannettet jevnt med en børste, tørk det i en 100 graders tørkeovn i 10 minutter, og sett det deretter inn i en 500-600 graders muffelovn for høytemperaturoksidering i 10 minutter. Gjenta dette i 5 ganger (siste oksidasjon i 30 minutter) for å oksidere belegget fullstendig. Bland deretter saltløsningen av tinn og saltløsningen av antimon i en viss andel, fortynn den med n-butanol og isopropanol til en viss konsentrasjon, rist den godt og plasser den i mer enn 1 time. Dekk det forbehandlede titannettet jevnt med en børste, tørk det i en 100 graders tørkeovn i 10-15min, og sett det deretter inn i en 500-600 graders muffelovn for høytemperaturoksidasjon i 10-15 min. Gjenta dette i 3 ganger (den siste oksidasjonen i 30 minutter) for å oksidere belegget fullstendig. Det vil si at det sammensatte mellomlaget er forberedt.
Forbered en viss konsentrasjon av blynitratløsning med avionisert vann, varm opp blynitratløsningen til ca. 60 grader, tilsett en viss mengde natriumhydroksidløsning, rør fullstendig og galvaniser med en viss strøm for å forberede -PbO2.
Forbered en viss konsentrasjon av blynitratløsning med avionisert vann, tilsett en viss mengde tilsetningsstoffer og salpetersyre, juster pH på løsningen, varm den til en viss temperatur, rør den fullstendig og utfør galvanisering med en viss strøm for å forberede - PbO2.
Forbedret levetidstesting og konklusjoner
Ved å bruke sk-520 justerbar spenningsstabilisert strømforsyning brukes den forberedte elektroden som anode, den rene titanplaten brukes som katoden, og elektrodeavstanden holdes på 20 mm. testet under forhold.
Figur 1, relasjonskurve mellom cellespenning og elektrolysetid når forskjellig
mellomlag elektrolyseres i samme medium
Det kan ses av figur 1 at under de samme elektrolyseforholdene begynte cellespenningen til de to elektrodene å synke, men etter elektrolyse i en periode var cellespenningen i en stabilisert tilstand, og til slutt steg cellespenningen kraftig. til elektroden ble inaktiv. Figur 1 viser tydelig at levetiden til den titanbaserte blydioksidelektroden til det sammensatte mellomlaget av Ta2O5-TiO2 og SnO2-Sb2O5 er det dobbelte av SnO2-Sb2O5-mellomlaget elektrode. Den viser at introduksjonen av komposittmellomlag har forbedret elektrodelevetiden betydelig. Årsaken er: I elektrolyseprosessen, på grunn av penetrering av syreelektrolytt inn i matrisen, og en del av oksygenet som genereres i elektrolyseprosessen adsorberes på elektrodeoverflaten og kontinuerlig diffunderes eller migreres til titanmatrisen, adsorberes det på overflaten av titansubstrat gjennom sprekkene til det aktive belegget, som reagerer med titanmatrisen for å generere ikke-ledende TiO2, noe som gjør elektrodens ledningsevne dårligere, noe som fører til passivering av anodebelegget og svikt i anoden. Med tilsetning av Ta2O5-TiO2 og SnO2-Sb2O5 er imidlertid det sammensatte mellomlaget relativt tett og har god diffusivitet. Det er jevnt dekket på overflaten av titansubstratet, noe som gjør det vanskelig for elektrolytten å trenge inn i overflaten av titansubstratet. Diffusjonen av reaktive oksygenarter utfelt under elektrolyse til titansubstrat blokkeres, og forbedrer dermed korrosjonsmotstanden til belegget til løsning og forhindrer dannelsen av TiO2-oksidfilm. Dermed forlenges levetiden til anoden.
