Preparació d'ànode de PbO2 de capa intermedia composta
Per què desenvolupar l'ànode de titani recobert de PbO2 de capa intermedia composta?
Des de la perspectiva de retardar el grau de passivació de la matriu de l'ànode de titani recobert i millorar el sobrepotencial de l'evolució de l'oxigen de l'ànode, un elèctrode de diòxid de plom (PbO2) basat en titani amb una capa intermedia composta que conté Ta2O5-TiO2 i SnO{2- Sb2O5 es va preparar mitjançant el mètode de descomposició tèrmica. La morfologia, l'estructura de fase, la composició de l'element i les propietats químiques de l'ànode de diòxid de plom de la capa intermedia composta i l'ànode de diòxid de plom de la capa intermedia sno2-sb2o5 es van analitzar mitjançant microscopi electrònic d'escaneig, difracció de raigs X i espectre d'energia. . Els resultats mostren que la vida útil de l'ànode intercapa compost és significativament més llarga que la de l'ànode intercapa sno2-sb2o5 i té un sobrepotencial d'evolució d'oxigen i una resistència a la corrosió més alta. L'elèctrode de diòxid de plom (PbO2) basat en titani amb la capa intermedia composta de Ta2O5-TiO2 i SnO2-Sb2O5 és un ànode d'evolució d'oxigen molt prometedor en ambient àcid.
L'ànode de titani recobert de PbO2 té una bona activitat electrocatalítica i un alt potencial d'evolució d'oxigen. Actualment és reconegut com l'ànode especial més rendible per a l'evolució d'oxigen en l'entorn de pH inferior o igual a 8. Té àmplies perspectives d'aplicació en hidrometal·lúrgia, tractament orgànic d'aigües residuals, galvanoplastia industrial i altres indústries.
Tot i que l'ànode de recobriment de PbO2 basat en Ti té una bona estabilitat en l'entorn de pH inferior o igual a 8, encara hi ha problemes com la caiguda del recobriment i la passivació de l'ànode. Tenint en compte les raons anteriors i el mecanisme de desactivació de l'ànode de titani recobert de PbO2, es preveu afegir una capa de transició Ta2O5-TiO2 entre el substrat de titani i el recobriment de PbO2, que pot evitar que l'oxigen penetri al substrat de titani. , cosa que indica que no es pot formar TiO2 i té una bona conductivitat, la qual cosa millora la vida de l'ànode. La investigació mostra que, a més del platí, el titani platí i altres metalls preciosos, la capa intermèdia resistent a l'oxigen també té Ta2O5-TiO2 i SnO2-Sb2O5. Aquest òxid té un alt rendiment de costos i l'activitat és equivalent a la dels metalls del grup del platí. Per tant, des de la perspectiva de retardar la passivació de la matriu de titani i millorar el sobrepotencial i la vida útil de l'evolució de l'oxigen de l'ànode, és una nova idea preparar l'elèctrode de PbO2 intercapa compost de Ta2O5-TiO2 i SnO2- Sb2O5 pel mètode de descomposició tèrmica.
Preparació de l'elèctrode de diòxid de plom a la capa mitjana de la capa composta
Barregeu la solució de sal de tàntal i el titanat de tetrabutil en una proporció determinada, diluïu-lo amb n-butanol fins a una certa concentració i agiteu-lo bé durant més d'1 h. Cobriu uniformement la malla de titani pretractada amb un raspall, assequeu-la en un forn d'assecat de 100 graus durant 10 minuts i després poseu-la a un forn de mufla de 500-600 graus per a l'oxidació a alta temperatura durant 10 minuts. Repetiu això 5 vegades (l'última oxidació durant 30 minuts) per oxidar completament el recobriment. A continuació, barregeu la solució salina d'estany i la solució salina d'antimoni en una proporció determinada, diluïu-la amb n-butanol i isopropanol fins a una certa concentració, agiteu-la bé i poseu-la durant més d'1 h. Revestiu uniformement la malla de titani pretractada amb un raspall, assequeu-la en un forn d'assecat de 100 graus durant 10-15min i després poseu-la a un forn de mufla de 500-600 graus per a l'oxidació a alta temperatura durant 10-15 min. Repetiu això 3 vegades (l'última oxidació durant 30 minuts) per oxidar completament el recobriment. És a dir, es prepara la capa intermèdia composta.
Prepareu una certa concentració de solució de nitrat de plom amb aigua desionitzada, escalfeu la solució de nitrat de plom a uns 60 graus, afegiu una certa quantitat de solució d'hidròxid de sodi, remeneu completament i electroplateu amb un cert corrent per preparar -PbO2.
Prepareu una certa concentració de solució de nitrat de plom amb aigua desionitzada, afegiu-hi una certa quantitat d'additius i àcid nítric, ajusteu el pH de la solució, escalfeu-la a una temperatura determinada, remeneu-la completament i realitzeu la galvanoplastia amb un cert corrent per preparar-la - PbO2.
Proves i conclusions de per vida millorades
Utilitzant una font d'alimentació estabilitzada de tensió ajustable sk-520, l'elèctrode preparat s'utilitza com a ànode, la placa de titani pur s'utilitza com a càtode i l'espai entre elèctrodes es manté a 20 mm. provat en condicions.
Figura 1, corba de relació entre la tensió de la cel·la i el temps d'electròlisi quan és diferent
les capes intermèdies s'electrolitzen en el mateix medi
Es pot veure a la figura 1 que sota les mateixes condicions d'electròlisi, la tensió de la cel·la dels dos elèctrodes va començar a disminuir, però després de l'electròlisi durant un període de temps, la tensió de la cel·la estava en un estat estabilitzat i, finalment, la tensió de la cel·la va augmentar bruscament. fins que l'elèctrode va quedar inactiu. La figura 1 mostra clarament que la vida útil de l'elèctrode de diòxid de plom basat en titani de la capa intermèdia composta de Ta2O5-TiO2 i SnO{2-Sb2O5 és el doble que la de la capa intermèdia de SnO{2-Sb2O5 elèctrode. Mostra que la introducció de la capa intermedia composta ha millorat significativament la vida de l'elèctrode. El motiu és: en el procés d'electròlisi, a causa de la penetració d'electròlit àcid a la matriu, i part de l'oxigen generat en el procés d'electròlisi s'adsorbeix a la superfície de l'elèctrode i es difon o migra contínuament a la matriu de titani, s'adsorbeix a la superfície del substrat de titani a través de les esquerdes del recobriment actiu, que reacciona amb la matriu de titani per generar TiO2 no conductor, empitjorant la conductivitat de l'elèctrode, donant lloc a la passivació del recobriment de l'ànode i la fallada de l'ànode. Tanmateix, amb l'addició de Ta2O5-TiO2 i SnO2-Sb2O5 , la capa intermèdia composta és relativament densa i té una bona difusivitat. Es cobreix uniformement a la superfície del substrat de titani, cosa que dificulta que l'electròlit penetri a la superfície del substrat de titani. La difusió de les espècies reactives d'oxigen precipitades durant l'electròlisi al substrat de titani es bloqueja, millorant així la resistència a la corrosió del recobriment a la solució i evitant la formació de pel·lícula d'òxid de TiO2. Així, la vida útil de l'ànode s'allarga.
