钛基氧化物涂层阳极研究(三)：二氧化铅系列涂层

钛基氧化物涂层阳极研究(四)：锰系、铱系和钴系涂层2016-08-17 13:14来源：内江洛伯尔材料科技有限公司作者：研发部
钛基氧化物涂层阳极
钛阳极锰系涂层电极是指在钛基体上涂覆二氧化锰的电极。

它的氧过电位很低,对于析氧反
应有很高的催化活性,并且具有很好的耐腐蚀性。

因此,钛阳极锰系涂层电极被认为是一种很有前
途的电极。

为了提高其导电性能,研究人员向二氧化锰涂层中添加活性元素,以及在基体和涂层
之间涂覆各种金属氧化物作为中间层。

这将是锰系涂层电极研究的方向。

钛阳极铱系涂层电极是指在钛基体上涂覆二氧化铱的电极。

它在阳极析出氧情况下,显示
出卓越的电解耐久性和电催化活性。

但单纯的二氧化铱涂层容易脱落、电极寿命短,价格昂贵。

所以研究者开始研究向二氧化铱涂层中加入其他金属氧化物。

目前研究和使用的铱系涂层电极有
IrCo、IrTa、IrSn、IrTaCo、IrPtTa、IrRuTi、IrRuPdTi等。

IrTa涂层电极是目前用于析氧反应
最好的电极之一。

钛阳极钴系、锑系、钯系等一些金属氧化物涂层电极的独立研究比较少,这些金属氧化物
大多用于掺杂。

例如SnSbCo氧化物涂层、PdTiSnSb氧化物涂层和SnSbPt氧化物涂层等。

大连理工大学科技成果——钛基氧化物涂层阳极的制备
一、产品和技术简介
通过添加一种或几种贵金属、稀土及其它添加剂，采用热分解法制备不同成分的钛基氧化物涂层阳极，采用特殊方法增强涂层与基体间结合力，研制出了适合海水条件下的金属氧化物阳极涂层，提高了电化学性能和物理性能。

产品主要包括：钌钛阳极、钌铱钛阳极、钌铱钴阳极、铱锡钛阳极、钌铱锡钛阳极等。

特点：
1、电流效率高：与石墨阳极相比，在相同的电流密度下，可降低槽电压约1V；
2、电极使用寿命长：石墨电极一般使用寿命2—8个月，涂钌钛阳极可使用5—10年，提高15—36倍；
3、优良抗腐蚀性能；
4、电极的规格尺寸可以根据用户需求设计；
5、电极基体可以多次重新使用；
6、对介质不产生污染。

二、应用范围：钛基氧化物涂层阳极已广泛用于海水电解防污、阴极保护、电解、废水处理、电解合成、氯碱、电渗析等领域。

钛基体处理槽，烘道，氧化加热炉，排风机，行车。

三、规模与投资：厂房200m2；设备费30万元。

3000-8000元/m2。

四、提供技术的程度和合作方式：技术转让，产品加工。

基于钛阳极氧化物涂层的性能对比发布时间：2022-12-29T07:29:38.449Z 来源：《科学与技术》2022年9月17期作者：孟鹏帅贺斌[导读] 为研究不同石墨烯含量的钛阳极氧化物涂层的性能，本文利用热分解法制备了含石墨烯的Ti/IrO2-Ta2O5-G阳极，分析了加入石墨烯对两种钛阳极性能的影响。

孟鹏帅贺斌西安泰金工业电化学技术有限公司陕西西安 710000摘要：为研究不同石墨烯含量的钛阳极氧化物涂层的性能，本文利用热分解法制备了含石墨烯的Ti/IrO2-Ta2O5-G阳极，分析了加入石墨烯对两种钛阳极性能的影响。

利用电子显微镜、X射线衍射仪和能谱仪等分析了钛阳极循环伏安、强化电解寿命和阳极极性等电化学性能。

研究结果表明，添加石墨烯的Ti/IrO2-Ta2O5-G活性、使用寿命等得到了进一步的提升。

关键词：钛阳极；金属氧化物涂层；强化电解寿命中图分类号：TG335.86 文献标识码：A引言：在钛基体上涂抹二氧化铱可以制备钛阳极氧化物涂层，二氧化铱涂层使用寿命和电催化活性较强，原因是二氧化铱中Ir3+/Ir4+离子电极位较低，因此在酸性环境中，其析氧催化活性较高。

但是二氧化铱涂层存在价格贵、寿命短和易脱落等问题，在其中加入Ta、Sn等金属，可以提高二氧化铱涂层使用寿命。

1 试验方法1.1 试验仪器和材料试验药剂：草酸、无水乙醇、氯铱酸（30%纯度，H2IrCl6·6H2O）、TaCl5正丁醇溶液（2g/ml-1）、氯化钠（HCl）、碳酸钠（Na2CO3）、氢氧化钠（NaOH）、磷酸三钠（Na3PO4）、浓硫酸（H2SO4）等溶液。

试验仪器：数显恒温槽、电子调节万用电炉、超声波清洗器、电子分析天平、场发射扫描电子显微镜、X-射线衍射仪等。

1.2 钛阳极氧化物涂层制备1.2.1 钛基体处理试验基体采用工业TA2钛板，对其进行喷砂处理，然后利用酸溶液和碱溶液对钛基体进行清洗[1]。

钛镀二氧化铅阳极二氧化铅电极具有耐化学腐蚀性强、氧超电位高、在水溶液里电解时氧化能力强、可通过电流密度大，适合在各种析氧体系条件下的使用。

目前已广泛应用于电镀、湿法冶金、废水处理、阴极防腐等领域。

二氧化铅电极作为贱金属阳极使它较传统的贵金属电极（如MMO电极、钛镀铂电极等）具有特别突出的价格优势。

优越性能1. 析氧电位高、氧化能力强2.能在高电流密度下使用，电流效率高，使用寿命长3. 耐腐蚀性好：在强酸H2S04或HN03中有较高的稳定性4. 钛基二氧化铅电极较传统的石墨电极更容易机械加工、强度更高，耐腐蚀性更强；寿命长、能耗低，不像石墨电极在使用过程中会膨胀脱落，不存在阴极沉积金属产物中碳含量升高的风险。

5.与传统的铅阳极相比，钛基二氧化铅电极的优势在于：（1）强度更大，重量更轻：使用过程中不易变形，可维持相对固定的极间距，降低槽压节省电能，同时电极工作更加稳定避免了频繁维护对客户造成的经济损失，降低工人劳动强度（2）耐腐蚀性强、寿命长，使用过程中二氧化铅溶解速度低，对阴极产品的污染小。

（3）二氧化铅电极同铅阳极腐蚀机理不同。

铅阳极在硫酸体系中使用时，表面生成一层氧化铅薄膜，可减缓阳极的腐蚀。

但是生成的这层膜层比较松散，尤其在含有少量氯离子的电解液中使用，膜层更容易被击穿、冲刷脱落；深层裸漏出来的铅表面继续氧化生成氧化膜，再被击穿，如此循环，加速阳极的腐蚀。

而二氧化铅电极在工作时始终是氧化铅涂层发生电化学腐蚀，故能保持较低的阳极腐蚀速率，因此阳极寿命相对较长。

6.相较传统的MMO电极、钛镀铂电极，性能接近、价格更便宜，初期投入少，维护方便。

应用领域1.湿法冶金行业中存在氯酸盐体系电解、硫酸盐体系电解、氯酸盐硫酸盐混合体系电解等几种作业环境。

二氧化铅电极适用于：（1）在硫酸体系中，电解制备镍、钴、铜、锌、锰、锡等多种有色金属。

（2）在含少量氯离子的硫酸体系中，电解冶炼有色金属。

2.在铬酸等强酸性溶液中镀铬，镀硬铬，钢铁工业中制造无锡薄钢板用。

钛基二氧化铅阳极
钛基二氧化铅阳极是一种特殊的电极材料，具有许多优势和应用。

首先，这种阳极在使用过程中不会造成对电解溶液的铅污染，从而无需对电解液进行专门的除铅处理，也能避免阴极产品铅元素的吸入，提高成品的纯度。

其次，钛基二氧化铅阳极能显著提高电流效率，通常可以达到93%-95%，比传统的铅阳极高出4%-5%。

此外，使用这种阳极的槽电压比铅阳极槽电压低5%-8%，具有显著的节电效果。

再次，钛基二氧化铅阳极的使用寿命是铅阳极的1.5-2.0倍，尽管其一次性投入造价约是铅阳极的2倍，但其基材和导电棒可重复使用，因此从长期来看，其成本效益是显著的。

最后，钛基二氧化铅阳极具有耐化学腐蚀性强、氧超电位高、在水溶液里电解时氧化能力强、可通过电流密度大等特点，因此广泛应用于电镀、湿法冶金、废水处理、阴极防腐等领域。

总的来说，钛基二氧化铅阳极是一种高效、环保、耐用的电极材料，已经在许多工业领域取代了传统的电极材料。

钛基金属氧化物阳极的耐用性研究进展王晶晶;秦国彤;魏微【摘要】本文较全面地介绍了钛基金属氧化物阳极失效的几个主要原因：涂层溶蚀、涂层剥落、钛基体钝化、涂层“毒化”、机械损坏、不合理的工况条件等；并根据目前国内外采取的措施进行归纳和总结，提出了提高钛基金属氧化物阳极寿命的对策，为电化学稳定性更高的新型金属氧化物阳极的研制提供思路。

%This paper introduces the main reasons for Ti based metal oxide anodes＇degradation including dissolution and desquamation of coating, passivation of Ti substrate, ＂poisoning＂of coating, mechanical damage, unreasonable working conditions and so or~ According to the recent measures taken by domestic and international researchers, the countermeasures to increase the life of Ti based metal oxide anodes were summarized and proposed and some ideas for preparing new-style metal oxide anodes with higher electrochemical stability are provided.【期刊名称】《腐蚀与防护》【年(卷),期】2012(033)002【总页数】5页(P144-148)【关键词】钛基金属氧化物阳极;电极失效;阳极寿命【作者】王晶晶;秦国彤;魏微【作者单位】北京航空航天大学化学与环境学院,北京100083;北京航空航天大学化学与环境学院,北京100083;北京联合大学文理学院,北京100083【正文语种】中文【中图分类】TG174电解工业中电极材料的发展经历了石墨、铅合金、重金属、贵重金属、Ti基镀铂、Ti基氧化物涂层阳极的更替过程［1］。

新型钛基二氧化铅电极的制备及其对全氟辛酸的降解卓琼芳;林健聪;贺涛;罗梅清;李永铭;杨波;易皓;王丽;崔恺;虢清伟;谢水波【摘要】以电化学方法制备了Ti/TiO2-NTs、Ti/TiO2-NTs/Ag2O、Ti/TiO2-NTs/Ag2O/PbO2电极,用TEM、SEM、XRD等方法表征了3种电极表面的形貌.以Ti/TiO2-NTs/Ag2O/PbO2电极作阳极,对100 mg/L的PFOA溶液进行降解.结果表明:在电流密度为30 mA/cm2下降解180 min后,PFOA去除率可达99.47％,脱氟率高达87.53％,具有较高的电氧化能力.【期刊名称】《工业水处理》【年(卷),期】2019(039)003【总页数】5页(P30-34)【关键词】二氧化铅电极;电沉积;电氧化;全氟辛酸【作者】卓琼芳;林健聪;贺涛;罗梅清;李永铭;杨波;易皓;王丽;崔恺;虢清伟;谢水波【作者单位】环境保护部华南环境科学研究所,广东广州510655;环境保护部华南环境科学研究所,广东广州510655;环境保护部华南环境科学研究所,广东广州510655;深圳环境化学与生态修复重点实验室,深圳大学化学与化工学院,广东深圳518060;阳东广雅学校,广东阳江529500;环境保护部华南环境科学研究所,广东广州510655;南华大学土木工程学院,湖南衡阳421001;深圳环境化学与生态修复重点实验室,深圳大学化学与化工学院,广东深圳518060;环境保护部华南环境科学研究所,广东广州510655;环境保护部华南环境科学研究所,广东广州510655;环境保护部华南环境科学研究所,广东广州510655;环境保护部华南环境科学研究所,广东广州510655;南华大学土木工程学院,湖南衡阳421001【正文语种】中文【中图分类】X703.1全氟辛酸（PFOA）具有高稳定性、耐高温抗氧化、难以被微生物代谢等特点，已被广泛用于纺织、皮革、涂料、合成洗涤剂等与生产生活关系密切的产品中〔1-2〕，研究发现残留在环境中的PFOA对人体的免疫系统、肝组织系统、呼吸系统等有不同程度的损害，已成为环境污染治理的主要对象〔3-4〕。