تحضير أنود PbO2 المركب ذو الطبقة البينية

لماذا يتم تطوير أنود التيتانيوم المطلي بـ PbO2 المركب؟

من منظور تأخير درجة التخميل لمصفوفة أنود التيتانيوم المطلية وتحسين الجهد الزائد لتطور أكسجين الأنود ، قطب كهربائي قائم على ثاني أكسيد الرصاص (PbO2) مع طبقة داخلية مركبة تحتوي على Ta2O 5- TiO2 و SnO 2- تم تحضير Sb2O5 بطريقة التحلل الحراري. تم تحليل التشكل وتركيب الطور وتكوين العناصر والخصائص الكيميائية لأنود ثاني أكسيد الرصاص للطبقة البينية المركبة وأنود ثنائي أكسيد الرصاص للطبقة البينية sno 2- sb2o5 عن طريق مسح المجهر الإلكتروني وانحراف الأشعة السينية وطيف الطاقة . أوضحت النتائج أن العمر التشغيلي لأنود الطبقة البينية المركب أطول بكثير من عمر sno 2- sb2o5 للطبقة البينية ، وله قدرة أعلى لتطور الأكسجين ومقاومة للتآكل. القطب الكهربائي المكون من ثاني أكسيد الرصاص (PbO2) مع الطبقة البينية المركبة لـ Ta2O 5- TiO2 و SnO 2- Sb2O5 هو أنود تطور أكسجين واعد جدًا في البيئة الحمضية.

أنود التيتانيوم المطلي بـ PbO2 له نشاط تحفيزي كهربائي جيد وتطور عالي للأكسجين. يتم التعرف عليه حاليًا على أنه الأنود الخاص الأكثر فعالية من حيث التكلفة لتطور الأكسجين في بيئة درجة الحموضة أقل من 8 أو تساويها. وله آفاق تطبيق واسعة في علم المعادن ، ومعالجة مياه الصرف الصحي العضوية ، والطلاء الكهربائي الصناعي وغيرها من الصناعات.

على الرغم من أن أنود طلاء PbO2 المعتمد على Ti يتمتع باستقرار جيد في بيئة الأس الهيدروجيني أقل من أو يساوي 8 ، لا تزال هناك مشاكل مثل سقوط الطلاء وتخميد الأنود. في ضوء الأسباب المذكورة أعلاه وآلية إلغاء تنشيط أنود التيتانيوم المطلي بـ PbO2 ، من المتصور إضافة طبقة انتقالية Ta2O 5- TiO2 بين ركيزة التيتانيوم وطلاء PbO2 ، والذي يمكن أن يمنع الأكسجين من اختراق ركيزة التيتانيوم ، مما يشير إلى أنه لا يمكن تكوين TiO2 ولديه موصلية جيدة ، مما يحسن من عمر الأنود. يوضح البحث أنه بالإضافة إلى البلاتين والتيتانيوم والبلاتينيوم والمعادن الثمينة الأخرى ، فإن الطبقة البينية المقاومة للأكسجين تحتوي أيضًا على Ta2O 5- TiO2 و SnO 2- Sb2O5. هذا الأكسيد له نسبة أداء عالية التكلفة والنشاط يعادل نشاط معادن مجموعة البلاتين. لذلك ، من منظور تأخير تخميل مصفوفة التيتانيوم وتحسين الجهد الزائد وعمر تطور أكسجين الأنود ، فإن تحضير القطب الكهربي المركب PbO2 للطبقة البينية لـ Ta2O 5- TiO2 و SnO 2- هو فكرة جديدة Sb2O5 بطريقة التحلل الحراري.

تحضير قطب ثنائي أكسيد الرصاص في الطبقة الوسطى من الطبقة المركبة

اخلطي محلول ملح التنتالوم و tetrabutyl titanate بنسبة معينة ، وقم بتخفيفه باستخدام n- بيوتانول لتركيز معين ، ورجه جيدًا لأكثر من ساعة. قم بتغطية شبكة التيتانيوم المعالجة مسبقًا بفرشاة ، وجففها في فرن تجفيف 100 درجة لمدة 10 دقائق ، ثم ضعها في فرن غط 500-600 درجة للأكسدة بدرجة حرارة عالية لمدة 10 دقائق. كرر هذا لمدة 5 مرات (آخر أكسدة لمدة 30 دقيقة) لأكسدة الطلاء تمامًا. ثم يخلط محلول الملح من القصدير ومحلول ملح الأنتيمون بنسبة معينة ، ويخفف بـ n- بيوتانول والأيزوبروبانول إلى تركيز معين ، ويرج جيدًا ويوضع لأكثر من ساعة. قم بتغطية شبكة التيتانيوم المعالجة مسبقًا بفرشاة ، وجففها في فرن تجفيف 100 درجة لمدة 10-15 دقيقة ، ثم ضعها في فرن غط 500-600 درجة لأكسدة بدرجة حرارة عالية لـ 10-15 دقيقة. كرر هذا لمدة 3 مرات (آخر أكسدة لمدة 30 دقيقة) لأكسدة الطلاء تمامًا. أي أن الطبقة الوسيطة المركبة جاهزة.

قم بإعداد تركيز معين من محلول نترات الرصاص مع الماء منزوع الأيونات ، وقم بتسخين محلول نترات الرصاص إلى حوالي 60 درجة ، وأضف كمية معينة من محلول هيدروكسيد الصوديوم ، وقم بالتقليب الكامل ، والصفيح الكهربائي بتيار معين لتحضير -PbO2.

قم بإعداد تركيز معين من محلول نترات الرصاص بالماء منزوع الأيونات ، وأضف كمية معينة من المواد المضافة وحمض النيتريك ، واضبط درجة حموضة المحلول ، وقم بتسخينه إلى درجة حرارة معينة ، وحركه بالكامل ، وإجراء الطلاء الكهربائي بتيار معين للتحضير - PbO2.

اختبار واستنتاجات محسنة مدى الحياة

باستخدام sk -520 مصدر طاقة ثابت الجهد قابل للضبط ، يتم استخدام القطب المحضر كأنود ، ويتم استخدام لوحة التيتانيوم الخالصة ككاثود ، ويتم الاحتفاظ بمسافة الإلكترود عند 20 مم. تم اختباره في ظل الظروف.

الشكل 1 ، منحنى العلاقة بين جهد الخلية ووقت التحليل الكهربائي عند الاختلاف

يتم تحليل الطبقات الوسيطة كهربائيا في نفس الوسط

يمكن أن نرى من الشكل 1 أنه في ظل ظروف التحليل الكهربائي نفسها ، بدأ جهد الخلية للقطبين في الانخفاض ، ولكن بعد التحليل الكهربائي لفترة من الوقت ، كان جهد الخلية في حالة مستقرة ، وأخيرًا ارتفع جهد الخلية بشكل حاد حتى يصبح القطب غير نشط. يوضح الشكل 1 بوضوح أن العمر التشغيلي لقطب ثاني أكسيد الرصاص القائم على التيتانيوم للطبقة الوسيطة المركبة من Ta2O 5- TiO2 و SnO 2- Sb2O5 هو ضعف عمر الطبقة المتوسطة SnO 2- Sb2O5 قطب كهربائي. إنه يوضح أن إدخال الطبقة البينية المركبة قد حسن بشكل كبير من عمر الإلكترود. السبب هو: في عملية التحليل الكهربائي ، بسبب تغلغل المنحل بالكهرباء الحمضي في المصفوفة ، ويتم امتصاص جزء من الأكسجين المتولد في عملية التحليل الكهربائي على سطح القطب الكهربائي وينتشر باستمرار أو ينتقل إلى مصفوفة التيتانيوم ، ويتم امتصاصه على سطح ركيزة التيتانيوم من خلال شقوق الطلاء النشط ، والذي يتفاعل مع مصفوفة التيتانيوم لتوليد TiO2 غير الموصلة ، مما يجعل توصيل القطب أسوأ ، مما يؤدي إلى تخميل طلاء الأنود وفشل الأنود. ومع ذلك ، بإضافة Ta2O 5- TiO2 و SnO 2- Sb2O5 ، تكون الطبقة الوسيطة المركبة كثيفة نسبيًا ولها انتشار جيد. يتم تغطيته بالتساوي على سطح ركيزة التيتانيوم ، مما يجعل من الصعب على المنحل بالكهرباء اختراق سطح ركيزة التيتانيوم. يتم حظر انتشار أنواع الأكسجين التفاعلية المترسبة أثناء التحليل الكهربائي لركيزة التيتانيوم ، وبالتالي تحسين مقاومة التآكل للطلاء إلى المحلول ومنع تكوين فيلم أكسيد TiO2. وبالتالي ، يتم إطالة عمر خدمة الأنود.