Titano elektrodas yra tam tikras elektrodas, pagamintas iš titano metalo ir galiausiai sukepindamas ir oksiduodamas ant titano pagrindo sudaro elektrokatalizinio oksido dangos sluoksnį. Jis taip pat vadinamas matmenų stabiliu anodu (sutrumpintai DSA) dėl jo fizinio matmenų stabilumo naudojimo metu.
Titano elektrodų klasifikacija
Pagal dangos cheminę sudėtį ir pagrindines elektrochemines savybes titano elektrodus galima apytiksliai suskirstyti į šias tris kategorijas:
Rutenu dengtas titano elektrodas
Šie elektrodai turi mažą chloro išsiskyrimo potencialą ir didelį deguonies išsiskyrimo potencialą, todėl dažniausiai naudojami įvairiais chloro išsiskyrimo atvejais, pavyzdžiui, chloro šarmų pramonėje, katodinėje apsaugoje ir kt. Šio tipo elektrodų danga apima originalią rutenio titano dangą (Ru). Ti) ir šiuo pagrindu sukurtos dangos Ru Ir Ti, Ru Co Ti, Ru Co Sn Ti, Ru Sn Ti, Ru Si Ti, Ru Ti Zr, Ru Ti La, Ru Ti Ce ir kitos dangos.
Ne rutenu dengtas titano elektrodas
Rutenis yra brangusis metalas, kurio kaina yra didelė, o atsargos gamtoje yra ribotos. Siekiant sumažinti Ru kiekį ir netgi visiškai pakeisti Ru, buvo sukurtas ne Ru dengtas titano elektrodas. Šie elektrodai paprastai turi didelį deguonies išsiskyrimo potencialą. Sėkmingesni elektrodai yra alavu stibiu padengti titano elektrodai, Co3O4 špineliu dengti titano elektrodai ir paladžio oksidu padengti titano elektrodai.
Iridžiu dengtas titano elektrodas
Kai kuriuose elektrolitiniuose procesuose, tokiuose kaip elektrolitinis spalvotųjų metalų ekstrahavimas, galvanizavimo pramonė ir elektrocheminis redukavimas, siekiant gauti organines medžiagas, anodo projektinė reakcija yra deguonies išsiskyrimo reakcija. Todėl tikimasi sukurti anodo medžiagą su mažu deguonies išsiskyrimo potencialu. Šiame fone buvo sukurtas iridžiu dengtas titano elektrodas. Ir Co, Ir Ta, Ir Sn, Ir Ta Co, Ir Ru Pd Ti ir kitos dangos yra tokių elektrodų dangų pavyzdžiai. Ir Ta dengtas titano elektrodas yra sėkmingiausias deguonies išsiskyrimo elektrodas.
Titano elektrodų paruošimo būdai yra tokie:
Terminio skilimo metodas
Terminio skaidymo metodas paprastai apima metalo druskų junginių ištirpinimą organiniame tirpiklyje arba vandeniniame tirpale, tirpalo padengimą ant titano pagrindo, kaitinimą, kad tirpiklis išgaruotų, o tada sukepinimas aukštoje temperatūroje, kad druskos suskaidytų ir oksiduotųsi, kad būtų gauta oksidinė danga. Dengimo būdai apima purškimą, dengimą voleliu arba dengimą teptuku. Purškimas ir dengimas voleliu yra labai mechanizuoti ir tinka pramoninei gamybai. Darbo aplinka yra gera, o danga yra gana vienoda, tačiau dangos skysčio atliekos yra gana didelės. Dengimas teptuku paprastai taikomas mažos apimties gamybai. Šis metodas reikalauja paprastos įrangos ir mažesnio dangos tirpalo nuostolių, tačiau darbo intensyvumas yra didelis, darbo aplinka prasta, o danga dažnai nevienoda. Lengva paruošti kelių komponentų oksidinius elektrodus, pasižyminčius puikiomis savybėmis, kontroliuojant dangos sudėtį terminio skilimo metodu.
Sol-gel metodas
Sol-gelio metodas yra naujas dangų paruošimo būdas, pagrįstas koloidinės chemijos principu. Jis gali paruošti itin smulkių grūdelių elektrodų dangas, kurios gali labai padidinti specifinį elektrodo paviršiaus plotą. Bendras titano elektrodų paruošimo šiuo metodu procesas yra metalo-organinių junginių (tokių kaip metalo alkoksidai) arba neorganinių junginių dispergavimas tirpiklyje, aktyvaus monomero generavimas per hidrolizės reakciją, aktyvaus monomero polimerizavimas, kad susidarytų zolis, zolio padengimas titano substratas, išdžiovinkite solo plėvelę, kad gautumėte gelio plėvelę, o tada sukepinkite tam tikroje temperatūroje, kad gautumėte dangą. Palyginti su tradiciniu terminio skaidymo metodu, šiuo metodu paruošta elektrodų danga yra vienoda, su smulkesniais grūdeliais ir beveik be įtrūkimų, kas pastaraisiais metais sulaukė didelio dėmesio.
Elektrodepozicija
Dengtas titano elektrodas paruošiamas nusodinant elektrodiniu būdu, paprastai naudojant netirpus elektrodą kaip anodą, iš anksto apdorotą metalinį titaną kaip katodą, elektrolizę tirpale, kuriame yra atitinkamų metalo jonų, metalo jonai nusodinami ant metalo titano katodo, džiovinami ir sukepinami aukštoje temperatūroje iki gauti padengtą titano elektrodą. Šiuo metodu gauta danga paprastai yra vienoda ir tanki. Šio metodo trūkumas yra tai, kad procesas yra sudėtingas ir nėra lengva pagaminti vienodus didelio ploto elektrodus.
Purškimo metodas
Purškimo būdu paruoštos plėvelės yra kompaktiškos ir stipriai sukimba su pagrindu. Tačiau šis metodas reikalauja specialios įrangos, paruošimo procesas yra gana sudėtingas, o motininio tirpalo atliekos yra gana didelės, o tai nėra tinkama didelės apimties pramoninei gamybai.
