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铱钽涂层钛阳极应用!

更新时间  2024-05-13 阅读 104

  铱钽涂层钛阳极

  电解工业析氧用电极好的是氧化铱和氧化钽混合氧化物涂层。隆盛公司研制的铱钽涂层钛电极有: 板式电极、管式电极、网状电极、棒式电极、丝状电极等供客户选择;铱钽涂层钛阳极属不溶性阳极,铂铱涂层与钛基底结合牢固,相对与普通涂层的电极而言,它增强了抗间隙腐蚀,更好的提高了钛基体与涂层接触部位的耐久性。

  铱钽涂层钛阳极的应用

  IrO2和Ta2O5涂层钛阳极有优良的电催化活性和电化学稳定性,在电解介质腐蚀性强、工作环境恶劣、电流密度极高的电解行业中获得广泛应用,是目前公认的优秀的析氧电极。

  1、铜箔生产

  电解铜箔生产过程是先将电解铜氧化,制得硫酸铜溶液,然后在生箔机中电解生成生箔,生箔经过酸洗、粗化、固化、镀黄铜后处理过程而制得成品。它包括电解和电镀两大过程。例如,某铜箔生产公司工艺条件:硫酸浓度为120g/L、7-9KA/m2、阴阳极间隙为12mm。使用IrTa阳极可满足生产要求,解决生产电流密度极高的问题。它采用部分浸在硫酸铜溶液中不断旋转的金属辊筒为阴极,连续电解产生箔材。电解铜箔作为导电材料用在单面印刷电路板上,用量日益增加,厚度越来越薄,从厚度0.15mm、0.105mm、 0.07mm、0.05mm、0.035mm。

  电解铜箔,根据厚度,可分为105um,70um,18um,12um,9um,以及5um等几种,其中12um以及12um以下一般称为超薄铜箔。

  按照表面处理工艺,铜箔可分为粉色箔(表面镀铜)、灰化箔(表面镀锌)、黄化箔(表面镀黄铜)等几种类型。

  IPc标准根据电解铜箔的性能将其分为标准箔(STD——E类),高延箔(HD——E类),高温高延箔(THE—— E类)及退火电解铜箔(ANN—— E类),可低温退火电解铜箔(LTA——E类),可退火电解铜箔(A——E类)等几大类。

  日本在制造印刷电路板用铜箔通过硫酸铜溶液电解来制造,在直径1-2米,高2-3米的钛制旋转圆筒阴极上镀铜,在转筒的一端剥离铜箔。在知道印刷电路用铜箔时的涂层钛阳极,高度越约1.3米,区面长度约2.4米,板厚约25mm。用钛基涂层阳极,板间距不用调整,阳极产生的氧气泡激烈搅拌电解液,加速铜离子向阴极表面移动。因此,操作电流密度可加大到50A/dm2,从而显著提高了电解槽的生产率。用热分解法在钛基体上涂敷IRO2涂层,在这种介质条件下能很好地工作。设置极薄的镀铂中间层后,可防止钛基体氧化,阳极寿命少达到2.5年。

  2、铝箔点化成

  电解液为10%——15%已二酸铵,电流密度为400——1000A/m2。铝箔电化成可用IrTa涂层阳极,解决有机物浓度高的问题。

  3、 钢板镀锌

  作为耗电大户的电解工业,例如,钢板镀锌生产线,使用过电位低的DSA代替过电位高的铅电极,可以从降低电极来降低电能消耗。适用的涂层组分为氧化铱和氧化钽。

  IrO2·Ta2O5涂层阳极可用于镀锌生产线上,以代替铅合金电极。在这些阳极材料中,IRO2基阳极有优秀的电极性能,它析氧过电位低,电催化活性层消耗低,对电解液的污染小,IrO2·Ta2O5阳极在高电流密度,如10ka/m2下电镀锌中工作寿命长。

  4、线路板电镀厚铜

  阴阳极距为10mm、硫酸浓度为2mol/L。可用IrO2·Ta2O5涂层钛阳极,解决酸度特高的问题。

  5、镀铬

  某电视玻壳公司在制造电视机、电脑玻璃荧屏时,在高温、弱碱性熔融玻璃料硫酸腐蚀下,冲玻壳的钢模表面易受腐蚀,显得凹凸不平。为了制得表面光滑的玻璃荧屏,钢模表面要镀上六价应铬。可使用IrTa涂层阳极,代替原用的铅电极。

  6、镀铑

  近年来,人们对白金首饰品兴趣日增。镀白金首饰品,实际上是镀铑。镀铑采用硫酸铑镀液,酸性较大,腐蚀性较强,IrTa涂层钛阳极,已经广泛运用于镀铑行业中。

  7、硝酸银电解

  粗银通过电解精炼可得精银,电解液中含银约80g/L,硝酸浓度为20g/L,使用不溶性阳极电解法回收银,阳极使用IrTa涂层钛电极,阴极沉积银,电解废液中仅含银约10g/L,销售为150g/L。

  8、电解有机合成

  电渗析法可以从四甲基氯化铵直接电解制取高纯度的四甲基氢氧化铵,阳极使用IrO2·Ta2O5涂层钛阳极,阳极寿命比一般RuSnTi涂层延长许多倍。

  9、电冶金

  在电冶金中,电解生产锌,一直使用含有少量银、锑或钙的铅合金阳极。使用铅阳极会出现下列问题:铅电极尺寸不稳定;析氧过电位太高,约达800mv,在阳极极化时会腐蚀。铅离子溶解在电解液中,沉积在阴极上,污染金属锌,影响产品质量。在钛基体上涂敷各种金属氧化物,如RUO2、IrO2、MnO2、Ta2O5等的尺寸稳定阳极(DSA)具有低的氧过电位,及惰性性能,可考虑作为酸性溶液的析氧阳极涂层。涂层组分中,IRO2(70%,摩尔分数)·Ta2O5(30%,摩尔分数)组分被认为是优秀的析氧阳极涂层。涂层组分中,IrO2是阳极极化的电化学活性物质,Ta2O5可提高IrO2化学稳定性。Ti/ IrO2·Ta2O5阳极工作寿命估算可达5——10年。

  10、电化学工业净化

  Ti/IrO2阳极虽然比较昂贵,但近来仍使用在电化学工业净化工艺中。这是由于Ti/IrO2阳极在中强酸或弱酸性溶液中成功地用作析氧电极,而经典的Ti/RuO2电极由于在低浓度氯化物离子溶液中使用寿命短,故不能使用。Ti/IrO2阳极可用来除掉废水中的阳离子(在阴极上),或者是通过阳极氧化作用除掉废水中的有害物质。

  Ti/IrO2·Ta2O5涂层电极在处理含有分散的肽和油的电浮选废水中可成功地用作析氧电极。稳定阴极材料用不锈钢。阴阳极电流密度均为100——200A/m2,电化学法产生的气泡(H2和O2)大小为50——100um,以保证电浮选具有高效率,可达99.5%,并能降低废水中有害物质的含量,从进口浓度1—10g/L,降低到1—10mg/L。

  通过电槽的污水流速为12——16m3/h,4-6V,电流300A,Ti/IrO2阳极(面积2 m2,Ir涂敷量12.3g/m2,65mol%IrO2,35mol% Ta2O5)在电槽中运转寿命大于4年。

  11、在含有有机小分子水溶液的电化学活性

  受中间产物CO的吸附毒化,单一贵金属Pt并不是小分子有机物点催化氧化的理想电极。近年来,DSA开始应用于有机污染物的电氧化去除,该活性阳极能有效地将难降解污染物间接氧化为可生物降解的中间有机产物。

  12、高速镀锡钢板

  食盐电解工业用钌钛涂层钛阳极,具有很好的析氯电催化活性,被全世界90%以上氯碱企业使用,寿命长达10年。但在析氧的电化学体系中不能使用,寿命极短。

  铱系涂层钛阳极有优良的析氧电催化活性,在析氧电化学系中保持很高的稳定性,从1997年起,在硫酸盐镀液介质的高速镀锌钢板生产线上,铱系涂层钛阳极获得广泛应用,寿命约1年,取代原有的铅合金阳极。

  电解液中如果存在有机物,当阳极析出氧气时,涂层阳极会发生“有机物存在下活性涂层的告诉损耗”问题,寿命极短,或不足1天。发生“有机物存在下活性涂层的高速损耗”现象规律如下:

  (1)有机物存在下活性涂层的高速损耗现象发生时必然有电极电位大幅度升高、或升高达数百毫伏。

  (2)有机物存在下电极电位上升只发生于析出氧气的阳极反应,对析出氯气的阳极反应电极电位没有影响,对析出氢气的阴极反应也完全没有影响。

  (3)有机物存在下电极电位上升、活性涂层的高速损耗现象在铅合金等其他体系电极上不发生,只在铂族金属及其氧化物体系电极上特有的现象。