Preparazione dell'anodo di PbO2 interstrato composito

Perché sviluppare l'anodo di titanio rivestito di PbO2 interstrato composito?

Dal punto di vista del ritardo del grado di passivazione della matrice anodica rivestita in titanio e del miglioramento del potenziale eccessivo dell'evoluzione dell'ossigeno anodico, un elettrodo di biossido di piombo (PbO2) a base di titanio con uno strato intermedio composito contenente Ta2O5-TiO2 e SnO2- Sb2O5 è stato preparato con il metodo della decomposizione termica. La morfologia, la struttura di fase, la composizione degli elementi e le proprietà chimiche dell'anodo di biossido di piombo dell'interstrato composito e dell'anodo di biossido di piombo dell'interstrato sno2-sb2o5 sono state analizzate mediante microscopio elettronico a scansione, diffrazione di raggi X e spettro di energia . I risultati mostrano che la vita utile dell'anodo interstrato composito è significativamente più lunga di quella dell'anodo interstrato sno2-sb2o5 e presenta un potenziale di sviluppo di ossigeno e una resistenza alla corrosione più elevati. L'elettrodo di biossido di piombo (PbO2) a base di titanio con l'interstrato composito di Ta2O5-TiO2 e SnO2-Sb2O5 è un anodo molto promettente per l'evoluzione dell'ossigeno in un ambiente acido.

L'anodo in titanio rivestito di PbO2 ha una buona attività elettrocatalitica e un elevato potenziale di evoluzione dell'ossigeno. Attualmente è riconosciuto come l'anodo speciale più conveniente per l'evoluzione dell'ossigeno nell'ambiente con pH inferiore o uguale a 8. Ha ampie prospettive di applicazione nell'idrometallurgia, nel trattamento delle acque reflue organiche, nella galvanica industriale e in altri settori.

Sebbene l'anodo di rivestimento PbO2 a base di Ti abbia una buona stabilità nell'ambiente con pH inferiore o uguale a 8, ci sono ancora problemi come la caduta del rivestimento e la passivazione dell'anodo. Alla luce dei motivi di cui sopra e del meccanismo di disattivazione dell'anodo di titanio rivestito di PbO2, si prevede di aggiungere uno strato di transizione Ta2O5-TiO2 tra il substrato di titanio e il rivestimento di PbO2, che può impedire all'ossigeno di penetrare nel substrato di titanio , indicando che TiO2 non può essere formato e ha una buona conduttività, che migliora la vita dell'anodo. La ricerca mostra che oltre a platino, platino titanio e altri metalli preziosi, lo strato intermedio resistente all'ossigeno contiene anche Ta2O5-TiO2 e SnO2-Sb2O5. Questo ossido ha un elevato rapporto costo/prestazioni e l'attività è equivalente a quella dei metalli del gruppo del platino. Pertanto, dal punto di vista del ritardo della passivazione della matrice di titanio e del miglioramento dell'eccessivo potenziale e della durata dell'evoluzione dell'ossigeno dell'anodo, è una nuova idea preparare l'elettrodo PbO2 dell'interstrato composito di Ta2O5-TiO2 e SnO2- Sb2O5 mediante metodo di decomposizione termica.

Preparazione dell'elettrodo di biossido di piombo nello strato intermedio dello strato composito

Mescolare la soluzione di sale di tantalio e il titanato di tetrabutil in una certa proporzione, diluirla con n-butanolo fino a una certa concentrazione e agitarla bene per più di 1 ora. Ricopri uniformemente la rete in titanio pretrattata con un pennello, asciugala in un forno a 100 gradi per 10 minuti, quindi mettila in un forno a muffola 500-600 gradi per l'ossidazione ad alta temperatura per 10 minuti. Ripetere l'operazione per 5 volte (l'ultima ossidazione per 30 minuti) per ossidare completamente il rivestimento. Quindi mescolare la soluzione salina di stagno e la soluzione salina di antimonio in una certa proporzione, diluirla con n-butanolo e isopropanolo fino a una certa concentrazione, agitarla bene e posizionarla per più di 1 ora. Ricopri uniformemente la rete in titanio pretrattata con un pennello, asciugala in un forno a 100 gradi per 10-15min, quindi mettila in un forno a muffola per 500-600 gradi per l'ossidazione ad alta temperatura per 10-15 min. Ripetere l'operazione per 3 volte (l'ultima ossidazione per 30 minuti) per ossidare completamente il rivestimento. Cioè, viene preparato lo strato intermedio composito.

Preparare una certa concentrazione di soluzione di nitrato di piombo con acqua deionizzata, riscaldare la soluzione di nitrato di piombo a circa 60 gradi, aggiungere una certa quantità di soluzione di idrossido di sodio, mescolare completamente e placcare con una certa corrente per preparare -PbO2.

Preparare una certa concentrazione di soluzione di nitrato di piombo con acqua deionizzata, aggiungere una certa quantità di additivi e acido nitrico, regolare il pH della soluzione, riscaldarla a una certa temperatura, mescolarla completamente e condurre l'elettroplaccatura con una certa corrente per preparare - PbO2.

Test di durata e conclusioni migliorati

Utilizzando l'alimentatore stabilizzato a tensione regolabile sk-520, l'elettrodo preparato viene utilizzato come anodo, la piastra in titanio puro viene utilizzata come catodo e la distanza tra gli elettrodi viene mantenuta a 20 mm. testato in condizioni

Figura 1, curva di relazione tra tensione di cella e tempo di elettrolisi quando diversi

gli strati intermedi sono elettrolizzati nello stesso mezzo

Si può vedere dalla Figura 1 che nelle stesse condizioni di elettrolisi, la tensione della cella dei due elettrodi ha iniziato a diminuire, ma dopo l'elettrolisi per un periodo di tempo, la tensione della cella era in uno stato stabilizzato e infine la tensione della cella è aumentata bruscamente finché l'elettrodo non diventa inattivo. La figura 1 mostra chiaramente che la durata dell'elettrodo di biossido di piombo a base di titanio dello strato intermedio composito di Ta2O5-TiO2 e SnO2-Sb2O5 è doppia rispetto a quella dello strato intermedio SnO2-Sb2O5 elettrodo. Mostra che l'introduzione dell'interstrato composito ha notevolmente migliorato la durata dell'elettrodo. Il motivo è: nel processo di elettrolisi, a causa della penetrazione dell'elettrolita acido nella matrice, e parte dell'ossigeno generato nel processo di elettrolisi viene adsorbito sulla superficie dell'elettrodo e continuamente diffuso o migrato alla matrice di titanio, viene adsorbito su la superficie del substrato di titanio attraverso le fessure del rivestimento attivo, che reagisce con la matrice di titanio generando TiO2 non conduttivo, peggiorando la conducibilità dell'elettrodo, portando alla passivazione del rivestimento dell'anodo e al guasto dell'anodo. Tuttavia, con l'aggiunta di Ta2O5-TiO2 e SnO2-Sb2O5 , lo strato intermedio composito è relativamente denso e ha una buona diffusività. È uniformemente coperto sulla superficie del substrato di titanio, rendendo difficile la penetrazione dell'elettrolita nella superficie del substrato di titanio. La diffusione delle specie reattive dell'ossigeno precipitate durante l'elettrolisi sul substrato di titanio viene bloccata, migliorando così la resistenza alla corrosione del rivestimento alla soluzione e prevenendo la formazione di una pellicola di ossido di TiO2. Pertanto, la durata dell'anodo viene prolungata.