複合中間層 PbO2 アノードの調製

複合中間層 PbO2 被覆チタン アノードを開発する理由

コーティングされたチタンアノードマトリックスの不動態化度を遅らせ、アノード酸素発生の過電圧を改善するという観点から、Ta2O5-TiO2 および SnO2- を含む複合中間層を備えたチタンベースの二酸化鉛 (PbO2) 電極Sb2O5 は熱分解法により調製した。 複合中間層の二酸化鉛アノードおよびsno2-sb2o5中間層の二酸化鉛アノードの形態,相構造,元素組成および化学的性質を,走査型電子顕微鏡,X線回折およびエネルギースペクトルによって分析した。 . 結果は、複合中間層アノードの耐用年数が sno2-sb2o5 中間層アノードよりも大幅に長く、酸素発生過電圧と耐食性が高いことを示しています。 Ta2O5-TiO2 と SnO2-Sb2O5 の複合中間層を持つチタンベースの二酸化鉛 (PbO2) 電極は、酸性環境で非常に有望な酸素発生アノードです。

PbO2 コーティングされたチタン陽極は、優れた電極触媒活性と高い酸素発生過電圧を備えています。 現在、pH 8 以下の環境で酸素を発生させるための最も費用対効果の高い特殊陽極として認識されています。湿式冶金、有機下水処理、工業用電気めっき、その他の産業で幅広い用途の見通しがあります。

Ti ベースの PbO2 コーティング アノードは、pH 8 以下の環境で良好な安定性を備えていますが、コーティングの脱落やアノードのパッシベーションなどの問題がまだあります。 上記の理由と PbO2 コーティング チタン アノードの失活メカニズムを考慮して、チタン基板とコーティング PbO2 の間に移行層 Ta2O5-TiO2 を追加することが想定されています。これにより、酸素がチタン基板に浸透するのを防ぐことができます。これは、TiO2 が形成されず、導電性が良好であることを示しており、これによりアノードの寿命が向上します。 この研究では、プラチナ、プラチナ チタン、その他の貴金属に加えて、耐酸素性中間層には Ta2O5-TiO2 と SnO2-Sb2O5 も含まれていることが示されています。 この酸化物はコストパフォーマンスが高く、活性は白金族金属と同等です。 したがって、チタンマトリックスの不動態化を遅らせ、アノード酸素発生の過電圧と寿命を改善するという観点から、Ta2O5-TiO2 と SnO2- の複合中間層 PbO2 電極を準備することは新しいアイデアです。熱分解法によるSb2O5。

複合層の中間層における二酸化鉛電極の調製

タンタル塩溶液とチタン酸テトラブチルを一定の割合で混合し、n-ブタノールで一定の濃度に希釈し、1時間以上よく振ってください。 前処理したチタンメッシュを刷毛で均一にコーティングし、100 度の乾燥オーブンで 10 分間乾燥させた後、500-600 度のマッフル炉に入れ、10 分間高温酸化します。 これを5回繰り返し（最後の酸化は30分）、コーティングを完全に酸化させます。 次に、スズの塩溶液とアンチモンの塩溶液を一定の割合で混合し、n-ブタノールとイソプロパノールで一定の濃度に希釈し、よく振って1時間以上置きます。 前処理したチタンメッシュを刷毛で均一に塗り、100度の乾燥オーブンで10-15分間乾燥させた後、500-600度のマッフル炉に入れて10-15の高温酸化を行います分。 これを 3 回繰り返し（最後の酸化は 30 分間）、コーティングを完全に酸化させます。 すなわち、複合中間層が準備される。

脱イオン水で一定濃度の硝酸鉛溶液を調製し、硝酸鉛溶液を約60度に加熱し、一定量の水酸化ナトリウム溶液を加え、十分に攪拌し、一定の電流で電気めっきして-PbO2を調製します。

脱イオン水で一定濃度の硝酸鉛溶液を調製し、一定量の添加剤と硝酸を加え、溶液のpHを調整し、一定の温度に加熱し、十分に攪拌し、一定の電流で電気めっきを行って準備します- PbO2。

強化された寿命テストと結論

sk-520可変電圧安定化電源を使用し、用意した電極を陽極、純チタン板を陰極とし、電極間隔を20mmに保ちます。 条件下でテストされています。

図1、異なる場合のセル電圧と電解時間の関係曲線

中間層は同じ媒体で電気分解されます

図1からわかるように、同じ電解条件の下で、2つの電極のセル電圧が低下し始めましたが、一定期間の電解の後、セル電圧は安定した状態になり、最終的にセル電圧は急激に上昇しました。電極が非アクティブになるまで。 図 1 は、Ta2O5-TiO2 と SnO2-Sb2O5 の複合中間層のチタン ベースの二酸化鉛電極の耐用年数が、SnO2-Sb2O5 中間層の 2 倍であることを明確に示しています。電極。 複合中間層の導入により、電極寿命が大幅に改善されたことを示しています。 その理由は、電解プロセスでは、酸電解質がマトリックスに浸透するため、電解プロセスで生成された酸素の一部が電極表面に吸着され、チタンマトリックスに継続的に拡散または移動し、チタンマトリックスに吸着されます。チタニウム マトリックスと反応して非導電性の TiO2 を生成し、電極の導電性を悪化させ、アノード コーティングのパッシベーションとアノードの故障につながります。 しかし、Ta2O5-TiO2 と SnO2-Sb2O5 を追加すると、複合中間層は比較的緻密になり、拡散性が良好になります。 チタン基材の表面に均一に被覆されているため、電解液がチタン基材の表面に浸透しにくくなっています。 電解中に析出する活性酸素種のチタン基材への拡散を遮断することで、皮膜の耐食性を向上させ、TiO2 酸化皮膜の形成を防止します。 したがって、アノードの耐用年数が延長される。