鈦陽(yáng)極基礎(chǔ)知識(shí)及應(yīng)用

1、.鈦陽(yáng)極基礎(chǔ)知識(shí)及應(yīng)用一、鈦陽(yáng)極詳解什么是鈦陽(yáng)極？鈦陽(yáng)極全稱叫鈦基金屬氧化物涂層鈦陽(yáng)極（ MMO ）。也叫 KSA 陽(yáng)極。（尺寸形狀穩(wěn)定型陽(yáng)極） 。它以鈦為基板，在鈦基板上刷涂貴金屬涂層，使其具有良好的電催化活性及導(dǎo)電性。鈦陽(yáng)極分類： 按照在電化學(xué)反應(yīng)中陽(yáng)極析出氣體來(lái)區(qū)分， 析出氯氣的稱析氯陽(yáng)極，如釕系涂層鈦電極：析出氧化的稱為析氧陽(yáng)極，如銥系涂層鈦電極和鉑鈦網(wǎng) /板。析氯陽(yáng)極（釕系涂層鈦極） ：電解液中氯離子含量高：一般在鹽酸環(huán)境及電解海水，電解食鹽水環(huán)境。如釕銥鈦陽(yáng)極，釕銥錫鈦陽(yáng)極。析氧陽(yáng)極（銥系涂層鈦電極） ：電解液一般為硫酸環(huán)境。對(duì)應(yīng)我公司產(chǎn)品為銥鉭陽(yáng)極，銥鉭錫陽(yáng)極，高銥陽(yáng)極。鍍鉑陽(yáng)極

2、（白金鈦網(wǎng) /白金鈦板）：鈦為基材。表面鍍上貴金屬鉑，鍍層厚 度一 般為 1-5um （微米）。白 金鈦 網(wǎng)網(wǎng) 孔規(guī) 格一般為或 6*3.5mm.二、鈦陽(yáng)極優(yōu)點(diǎn)現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)鈦陽(yáng)極主要以刷涂為主。 這樣的電極有很非常廣泛的應(yīng)用，鈦陽(yáng)極以其輕巧靈活的制作工藝，又被稱為 DSA 陽(yáng)極，比起同類陽(yáng)極鈦陽(yáng)極優(yōu)越性能有以下幾點(diǎn) ;1 陽(yáng)極尺寸穩(wěn)定，電解過(guò)程中電極間距離不變化，可保證電解操作在槽電壓穩(wěn)定的情況下進(jìn)行。2 工作電壓低，電能消耗小，直流電耗可降低10-20% 。.3 鈦陽(yáng)極工作壽命長(zhǎng)，耐腐蝕性強(qiáng)。4 可克服石墨陽(yáng)極和鉛陽(yáng)極的溶解問(wèn)題，避免對(duì)電解液和陰極產(chǎn)物的污染，因而可提高金屬產(chǎn)品純度。5 電流密

3、度高，過(guò)電位小，電極催化活性高，可有效捉高生產(chǎn)效率。6 可避免鉛陽(yáng)極變形后的短路問(wèn)題，提高電流效率。7 形狀制作容易，可高精度化。8 鈦基體可重復(fù)使用。9較低的過(guò)電位特性，電極間表面及電極的氣泡容易排除，可有效降低電解槽電壓。電積提取金屬是將經(jīng)浸出、 凈化處理的電解液中的待提取金屬離子在陰極還原，制得純金屬的一種方法由 Ti 基體和被覆其上的貴金屬和（或）貴金屬氧化物電化學(xué)活性層組成。在電解冶金中，可以替代常規(guī)的鉛合金陽(yáng)極，在相同的條件下，可以降低電壓，節(jié)約電能消耗。 例如：電解生產(chǎn)鋅一直使用含有少量銀、銻或鈣的鉛合金陽(yáng)極。常常出現(xiàn)一下問(wèn)題：鉛合金電極尺寸不穩(wěn)定；析氧電位太高（約 800mV)

4、 ；在陽(yáng)極極化時(shí)出現(xiàn)腐蝕；鉛離子溶解在電解液中，沉積在陰極上，污染金屬鋅，影響產(chǎn)品質(zhì)量。電積金屬用鈦陽(yáng)極可以克服鉛合金陽(yáng)極的弊端， 并且適應(yīng)于高電流密度運(yùn)行和窄極間距的電積條件； 不僅適于硫酸鹽體系， 同時(shí)也適于氯鹽體系以及硫酸鹽、氯化物混合體系。.三、鈦陽(yáng)極上金屬氧化物涂層的作用是什么?通過(guò)覆蓋不同的涂層 ,增強(qiáng)導(dǎo)電性能及電催化活性,促進(jìn)電解反應(yīng)過(guò)程及延長(zhǎng)陽(yáng)極在不同使用環(huán)境下的使用壽命,達(dá)到預(yù)期的使用效果.鈦陽(yáng)極上金屬氧化物涂層的厚度問(wèn)題:起電化催化反應(yīng)的主要是涂層中的貴金屬,只有貴金屬含量達(dá)到使用要求才能保證陽(yáng)極產(chǎn)品的正常工作.厚度只是一個(gè)表象 ,主要由刷涂的遍數(shù)和溶劑的濃度決定,和貴金屬

5、含量含量的多少?zèng)]有直接聯(lián)系,過(guò)厚的涂層反倒更容易脫落.四、 MMO 鈦極板與鍍鉑鈦陽(yáng)極的區(qū)別1 技術(shù)特性 ：有優(yōu)良抗菌腐蝕性能；電極使用壽命長(zhǎng)；可以隨再高的電流密度，電流高效率高。運(yùn)行電流密度：10000A /M2 屬于以工業(yè)純鈦為基層的析氧型陽(yáng)極。2 催化活性高 ：鍍鉑電極是一各高過(guò)氧電位（1.563V 相對(duì)硫酸亞汞）電極，眾所周知。而 MMO 陽(yáng)極是一種低析氧過(guò)電們1.385V相對(duì)硫酸亞汞）電極，陽(yáng)極析氧區(qū)更容易析氧。因此，電解時(shí)，槽電壓也相對(duì)較低，更節(jié)省電能。這種現(xiàn)象在銅箔后處置堿性鍍銅墻中，已明顯體現(xiàn)進(jìn)去了。3 無(wú)污染。 MMO 該氧化物是一種相當(dāng)穩(wěn)定的氧化物，陽(yáng)極涂層是貴金屬銥的陶瓷

6、氧化物。幾乎不溶于任何酸堿中， 且氧化物涂層約 20-40 m 整體涂層氧化物量是較少的因此， MMO 陽(yáng)極不會(huì)對(duì)電鍍液造成污染，這一點(diǎn)和鍍鉑電極基本一樣。.4 性價(jià)比高 ：MMO 陽(yáng)極的價(jià)格約為鍍鉑電極的80% ，MMO電極在堿性電鍍銅電解液中有更好的電化學(xué)穩(wěn)定性，已維持鍍鉑電極（涂層厚 3.5mm 同樣的使用壽命。同時(shí)其具有優(yōu)異的電解活性和耐久性。）5硫酸電解液中氯化物存在于這種電流環(huán)境中。使用尺寸穩(wěn)定的陽(yáng)極，能防止這種現(xiàn)象， 而且可使不溶解陽(yáng)極技術(shù)在這種應(yīng)用中勝利地實(shí)現(xiàn)性能優(yōu)勢(shì)。6陽(yáng)極維護(hù)最少。不需要停下生產(chǎn)給一清洗和補(bǔ)充陽(yáng)極、更換陽(yáng)極袋及給陽(yáng)極重新鍍層（生產(chǎn)率提高，人工作業(yè)率降低）。7

7、不溶解陽(yáng)極的壽命取決類型、工作電流密度以及與各種電鍍化學(xué)物質(zhì)的接觸；由于銅離子容易集中在孔的邊沿部份（高電流密度區(qū)域）快速堆積，而孔的中央局部（即低電流密度區(qū)域）堆積速度則相對(duì)地緩慢得多。這樣導(dǎo)致銅的堆積分布極不均勻：行為稱為“狗骨狀”以適中的電流密度操作會(huì)出現(xiàn)狗骨狀，以較低的電流密度會(huì)出現(xiàn)筒裂現(xiàn)象，以較高的電流密度操作會(huì)出現(xiàn)燒集現(xiàn)象。對(duì)于電鍍線路板來(lái)說(shuō)無(wú)疑是一個(gè)沉重的沖擊。鉑鈦不溶解陽(yáng)極的使用在硫酸電解液中，反向脈沖電鍍陽(yáng)極也因此而生。 氯化物存在于這種電流環(huán)境中，一段時(shí)間后會(huì)使鉑層剝落。五、設(shè)計(jì)鈦電極類型的考慮依據(jù)1鈦電極電解槽安裝中對(duì)陽(yáng)極的要求；2鈦電極工藝條件，例如電解質(zhì)（液）成分、溫

8、度、電流密度、使用壽命等；.3鈦電極的機(jī)械負(fù)荷；4鈦電極基體材料的導(dǎo)電能力。六、陽(yáng)極使用壽命的影響因素主要有哪些:1電流密度： 電流密度和陽(yáng)極壽命成反比.電流越大 ,陽(yáng)極使用壽命越短 .2鈦基材：陽(yáng)極的基材一般選用純鈦,且要求在TA1 的材質(zhì)以上,若使用的基材純度不夠 , 耐腐蝕性能就會(huì)大打折扣 ,對(duì)陽(yáng)極的使用壽命有很大影響。3電解液：電解液中禁止含有氟離子 ,氰基離子和硫離子 ,如有則對(duì)陽(yáng)極的壽命影響也比較大。4倒極：倒極是陽(yáng)極修復(fù)時(shí)時(shí)常采用的一種方式 ,可以使已經(jīng)鈍化的舊涂層從基體表面脫落 .所以在使用中禁止到極。5頻繁斷電：在沒(méi)有電流通過(guò)的情況下 ,涂層在溶液中長(zhǎng)時(shí)間浸泡會(huì)受到很大損害。

9、6人為損傷： 陽(yáng)極表面不能有硬傷 ,如果部分涂層受損 ,即使是很小的一道劃傷 ,也會(huì)使陽(yáng)極迅速被腐蝕 鈍化 ,最后導(dǎo)致失效。7 短路：禁止在通電情況下的陰陽(yáng)極接觸.短路造成的瞬間電流非常大 ,可燒毀極板。七、銥混合金屬氧化物涂層鈦陽(yáng)極注意事項(xiàng)1銥金屬氧化物涂層鈦陽(yáng)極（簡(jiǎn)稱銥MMO 涂層鈦陽(yáng)極）需安裝在建議的電解條件下。2避免油或油脂污染銥MMO 涂層。.3銥 MMO 涂層是表面多孔且比表面積較大的陶瓷涂層，具有良好的電化學(xué)特性。 銥 MMO 非常容易在堅(jiān)硬物體摩擦或敲擊其表面時(shí)而被劃傷或損傷：禁止將銥MMO 涂層表面直接放置于金屬表面，應(yīng)在堅(jiān)硬表面上覆蓋起到保護(hù)作用的紙或塑料薄膜；禁止將銥MM

10、O涂層表面在任何堅(jiān)硬表面拖拉或滑動(dòng)；如果銥 MMO 涂層表面有污垢或沉淀物，禁止用任何研磨機(jī)械方式來(lái)進(jìn)行清潔。禁止使用例如鋼絲刷，砂紙打磨，砂紙或高壓噴水的方式進(jìn)行陽(yáng)極表面清潔。4當(dāng)鈦陽(yáng)極從電鍍槽拆下后，應(yīng)立即用水沖洗干凈。以防止酸的腐蝕，這是因?yàn)殡娊赓|(zhì)在涂層表面變干而致使酸的濃度增加。5需要存放較長(zhǎng)時(shí)間的鈦陽(yáng)極應(yīng)該用例如充氣塑料包裝材料仔細(xì)包裝好，以避免銥MMO 涂層表面被劃傷，或者落塵。6將銥 MMO 涂層涂于鈦陽(yáng)極的活性部分可使電流通過(guò)鈦陽(yáng)極涂層表面?zhèn)鬟f至電解質(zhì)中，同時(shí)沒(méi)有涂層的鈦表面仍然保持為惰性。如果小面積銥 MMO 涂層有機(jī)械損傷， 涂層下面的鈦直接與電解質(zhì)接觸，鈦陽(yáng)極仍然能繼續(xù)正

11、常操作，這是因?yàn)樵陉?yáng)極化條件下，鈦表面形成了起到保護(hù)作用，有粘合性的氧化膜。7電極之間應(yīng)始終保持一點(diǎn)距離。鈦陽(yáng)極和鍍件之間意外地發(fā)生短路會(huì)造成對(duì)銥MMO 涂層無(wú)法換回的損壞并且也會(huì)損壞鈦基體。如果發(fā)生嚴(yán)重的短路，鈦陽(yáng)極會(huì)被完全破壞。8只要鈦陽(yáng)極浸于或直接與電解質(zhì)接觸，鈦陽(yáng)極必須要處于陽(yáng)極化狀態(tài)。如果鈦陽(yáng)極沒(méi)有通電，可在鈦陽(yáng)極上加一低正極電壓（剩余電壓）。這只需在陽(yáng)極和陰極之間施加2 伏特電壓即可，無(wú)需使用.電源及大量的電流。 銥 MMO 涂層鈦陽(yáng)極禁止在任何時(shí)候處于電極反向的狀態(tài)。9追蹤在電解質(zhì)中的雜質(zhì)， 例如鉛，鐵和鋇的含量應(yīng)得到控制。這樣不會(huì)產(chǎn)生大量的陽(yáng)極沉淀物。 陽(yáng)極沉淀物會(huì)堵塞鈦陽(yáng)極表

12、面從而導(dǎo)致陽(yáng)極電流分布不均。10 有機(jī)添加劑加入電解質(zhì)中， 不同的添加劑會(huì)對(duì)鈦陽(yáng)極的壽命造成不同影響。銥 MMO 涂層鈦陽(yáng)極壽命會(huì)特別因?yàn)樘砑觿┗蚓哂泻铣商匦缘奶砑友趸镉绊懴嘛@著縮短。11 去除銥 MMO 涂層鈦陽(yáng)極表面沉淀物鹽酸 -該酸對(duì)于去除各種形式的銹類沉淀物和含鈣沉淀物非常有效。因?yàn)槠溥€原特性，只能在室溫操作，并且需濃度37% 鹽酸所占容積百分比不大于 10% 的稀釋溶液。因?yàn)殁侁?yáng)極還是很容易受到類似鹽酸等還原酸的侵蝕，所以陽(yáng)極與其接觸的時(shí)間應(yīng)保持在最小值，一般為 10 分鐘。為了減少鹽酸侵蝕程度，在進(jìn)行清洗之前，可在清洗液中加入0.1% 氯化鐵。注意事項(xiàng)：在用鹽酸清洗后，應(yīng)將鈦陽(yáng)極徹底用水清洗，最好完全浸入水中保持至少10 分鐘。檸檬酸 -在 40-50 °C 溫度下， 5-10% 檸檬酸的水溶能用來(lái)去除含