钌钛涂层金属阳极在氯碱工业电解槽中的电化性能
- 氯在钌钛金属阳极上的放电过电位明显比石墨阳极上低。
- 钌钛涂层的放氧电位也低。
- 耐腐蚀性能强,工作寿命长。
氯碱工业用钛阳极
以电解食盐(NaCl)水融液的方法制取氯气和烧碱的化学工业称为氯碱工业,它是现代电化学工业称为氯碱工业,它是现代电化学工业中规格最大的部门。氯碱工业的产品——氯气、氢气和烧碱,均为基本化工原料,广泛用于化工、石油化工、冶金、轻工、纺织,以及民用各部门。
食盐水溶液电解制取氯气和烧碱的技术关键是将电解槽中阴阳两极产物分隔,否则将发生各种副反应和次级反应,使产率大减,产品质量下降,并可能发生爆炸。根据产物分隔的方法,氯碱工业形成了两种不同的生产工艺,即隔膜电解法和水银电解法。
1、 隔膜电解法
隔膜电解法以多孔隔膜将阳极区和阴极区分隔,避免了两极产物的混合。隔膜法电解槽开始采用碳阳极,槽压高且损耗大,金属阳极问世以后,运用到氯碱工业,使氯碱工业取得突破性进展,金属阳极涂层可用RuTi、RuSnTi、RuIrTi等。
2、离子膜电解法
离子膜电解法不仅具有产品质量高,能耗低的优点,而且可消除隔膜法使用石棉、水银法使汞造成的公害及环境污染。离子膜电解槽都采用金属阳极,而阴极大多采用降低析氢过电位的活性阴极。
与石墨电极相比,隔膜法生产烧碱,石墨阳极的工作电压为8A/DM2涂层阳极可成倍增加,达17A/DM2。这样在同样的电解环境下产品可成倍提高,而且所生产品的质量高,氯气纯度高。
电镀用钛阳极
电镀用不溶性阳极是在钛基体(网状、板状、带状、管状等)上涂覆具有高电化学催化性能的贵金属氧化物涂层,涂层中含有高稳定性的阀金属氧化物。新型不溶性钛阳极具有高电化学催化能,析氧过电位比铅合金不溶性阳极低约0.5 V,节能显著,稳定性高,不污染镀液,重量轻,易于更换。新型不溶性钛阳极的析氧过电位也比镀铂不溶性阳极低,但是寿命却提高1倍以上。广泛用于各种电镀中作为阳极或者辅助阳极使用,可以替代常规的铅基合金阳极,在相同的条件下,可以降低槽电压,节约电能消耗;不溶性钛阳极在电镀过程中具有良好的稳定性(化学、电化学),使用寿命长。此阳极广泛用于镀镍镀金、镀铬、镀锌、镀铜等电镀有色金属行业.
次氯酸钠发生器用钛电极
电极形状有板式电极和管式电极。
阴极材料多采用不锈钢(1Cr18Ni9Ti)、纯钛或钛合金。不锈钢由于处于阴极极化状态,工作时能稳定腐蚀,但电解液具有强腐蚀性,因此在停电后,应立即取出或放出电解液后清洗,以免发生化学腐蚀。对于析H2反应,铁基合金一般具有中等过电位,但耐蚀性不及钛材。钛、钛合金较耐蚀,但制取NaClO时电流效率较低,槽电压较高。
在国外,次氯酸钠发生器多用铂、铱钌合金及钛镀铂阳极。在国内,目前主要使用涂层钛电极。钛镀铂电极用于次氯酸钠电槽时,过电位较高,较短。IrO2涂层阳极耐久性优越,过电位比钛镀铂电极低0.2V,且析氯电流效率较高。
次氯酸盐电槽用涂层阳极时受到mg(OH)2为主要成分的沉淀的影响。当阳极暴露于沉淀中时,钛基体就会发生堆积腐蚀,但如在钛基体上镀上铂中间层,就可以防止这一现象的发生。
用于卫生消毒的次氯酸钠发生器所生产的次氯酸钠融液中重金属离子铬、铅的含量应符合GB5749第2章水质标准和卫生要求的规定,因此,用于卫生消毒的次氯酸钠发生器不得采用石墨电极和二氧化铅镀层电极。
次氯酸钠发生器根据使用用途分为卫生消毒用和环境保护用两大类。卫生消毒类指用于饮水消毒、卫生器具及餐具消毒,蔬菜、水果、食品消毒等与人体健康直接有关的次氯酸钠发生器。环境保护类指用于工业废水处理,医院污水处理以及其他一切使用次氯酸钠溶液的工业部门等与人体健康无直接关系的次氯酸钠发生器。
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