شرح مفصل لأنود التيتانيوم

1. ما هو أنود التيتانيوم؟

أنود التيتانيوم هو الأنود الموجود في طلاء أكسيد المعدن القائم على التيتانيوم. وفقًا للطلاءات التحفيزية المختلفة على السطح ، فإن لها وظيفة تطور الأكسجين وتطور الكلور. بشكل عام ، يجب أن تتمتع مواد الإلكترود بتوصيل كهربائي جيد ، وتغير صغير في درجة القطب ، ومقاومة قوية للتآكل ، وقوة ميكانيكية جيدة وأداء معالجة ، وعمر طويل ، وتكلفة منخفضة ، وأداء تحفيزي جيد لتفاعلات القطب. التيتانيوم حاليا هو الأكثر إرضاء. المعدن المطلوب لمتطلبات شاملة ، التيتانيوم الصناعي النقي بشكل عام TA1 \ TA2.

دور طلاء أكسيد المعدن على أنود التيتانيوم هو: المقاومة المنخفضة ، الموصلية الجيدة (موصلية التيتانيوم نفسها ليست جيدة) ، التركيب الكيميائي المستقر لطلاء المعدن الثمين ، التركيب البلوري المستقر ، حجم القطب المستقر ، مقاومة التآكل جيدة ، عمر طويل ، مع أداء تحفيز كهربائي جيد ، وهو أمر مفيد لتقليل الاحتمالية المفرطة لتطور الأكسجين وتفاعلات تطور الكلور وتوفير الطاقة الكهربائية.

2. يتم تقسيم الأنودات في الصناعة المعدنية إلى أنودات قابلة للذوبان وأنودات غير قابلة للذوبان.

يلعب الأنود القابل للذوبان دور مكمل للأيونات المعدنية والتوصيل أثناء عملية التحليل الكهربائي ، بينما يلعب الأنود غير القابل للذوبان دور التوصيل فقط. كانت أولى الأنودات غير القابلة للذوبان هي الأنودات الجرافيتية والرصاصية. بدأ استخدام أنود التيتانيوم في صناعات التحليل الكهربائي والطلاء الكهربائي كتقنية جديدة في السبعينيات. في الوقت الحاضر ، يمكن تقسيم الأنودات غير القابلة للذوبان إلى فئتين: أنودات تطور الكلور وأنودات تطور الأكسجين. يستخدم أنود تطور الكلور بشكل أساسي في نظام إلكتروليت الكلوريد. يتم إطلاق غاز الكلور من الأنود أثناء عملية الطلاء الكهربائي ، لذلك يطلق عليه أنود تطور الكلور ؛ يستخدم أنود تطور الأكسجين بشكل أساسي في أنظمة الإلكتروليت مثل الكبريتات والنترات والهيدروسيانات. يتم إطلاق الأكسجين من الأنود أثناء العملية ، لذلك يطلق عليه أنود تطور الأكسجين. أنود تطور الأكسجين من سبيكة الرصاص ، أنود التيتانيوم له وظيفة تطور الأكسجين ، تطور الكلور أو كليهما وفقًا للطلاء التحفيزي المختلف على السطح.

3. أنودات الرصاص وسبائك الرصاص

أنود سبيكة الرصاص هو أنود تطور الأكسجين. المنحل بالكهرباء لتفاعل تطور الأكسجين هو حمض الكبريتيك والكبريتات ، والتي تستخدم بشكل أساسي في علم المعادن بالكهرباء. هذا النوع من الأنود به عيب يتمثل في أن الحجم الهندسي سيتغير أثناء عملية التحليل الكهربائي. في عملية التحليل الكهربائي ، يتم تحويل مصفوفة أنود الرصاص أولاً إلى كبريتات الرصاص ثم إلى أكسيد الرصاص. كبريتات الرصاص هي طبقة وسيطة. إنه عازل ويعمل كحاجز كيميائي. يمكنه حماية مصفوفة الرصاص الداخلية في بيئة حمض الكبريتيك. أكسيد الرصاص هو قطب كهربائي بالمعنى الفعلي على الطبقة الخارجية. يحدث تفاعل تطور الأكسجين على أكسيد الرصاص. إن إمكانات تطور الأكسجين لأكسيد الرصاص عالية جدًا ، وترتفع بسرعة مع زيادة كثافة التيار. ميزة أنود سبيكة الرصاص هي أن طبقته الخارجية تتأكسد. يتم تحديد الخصائص الملازمة لأكسيد الرصاص بواسطة الموصل الضعيف للكهرباء. بالإضافة إلى ذلك ، أثناء عملية التحليل الكهربائي ، يتم إضعاف الأداء الكهروكيميائي لهيكل أنود أكسيد الرصاص باستمرار ، ويؤدي توليد الإجهاد الداخلي إلى سقوط طبقة الأكسيد. بالإضافة إلى ذلك ، يتسبب تكوين بيروكسيد الرصاص أيضًا في استمرار ذوبان الأكسيد ، حيث يتم تحويل الطبقة الوسيطة من حمض الكبريتيك الرصاص مرة أخرى إلى أكسيد الرصاص ، والذي يصبح مادة نشطة تحفيزية كهربائية بطبقة خارجية جديدة ، وتتأكسد مصفوفة الرصاص الداخلية مرة أخرى لتشكيل طبقة واقية وسيطة جديدة من كبريتات الرصاص.

4. أنود التيتانيوم

لا تحتوي أنودات التيتانيوم على عيوب التوهين الميكانيكي للأبعاد مقارنةً بأنودات الجرافيت وأنودات سبائك الرصاص ، لذلك يطلق عليها أيضًا أنودات استقرار الأبعاد. تتمتع أنودات التيتانيوم بالمزايا التالية: أبعاد هندسية مستقرة ؛ تنوع الأشكال الهندسية. استقرار ممتاز للخواص الكهروكيميائية والكيميائية ؛ نشاط تحفيز كهربائي ممتاز ؛ إمكانات منخفضة للأنود وغير حساسة للتغيرات في كثافة الدائرة ؛ توفير الطاقة والتحليل الكهربائي لفترات طويلة عمر خدمة السائل ؛ صيانة مجانية؛ عمر طويل (مهم جدا) ؛ منتجات الكاثود عالية الجودة (لا توجد شوائب أو تكون قليلة جدًا ، بنية مجهرية موحدة ، مثل النحاس الكهربائي والزنك والنيكل). أنود التيتانيوم عبارة عن هيكل مركب مزدوج الطبقة يتكون من ركيزة معدنية وطلاء على الركيزة. تعمل الركيزة المصنوعة من التيتانيوم كموصل ، ويعمل الطلاء كمحفز كهروكيميائي لتطور الأكسجين / تفاعل تطور الكلور. إن إمكانات تطور الأكسجين / الكلور لهذا الطلاء منخفضة ، ولا تتغير إمكانات تطور الأكسجين / الكلور بالكثافة الحالية. الموصل ذو الأساس التيتانيوم هو مادة دائمة ذات عمر طلاء طويل. يمكن استخدامه للحصول على منتجات الكاثود النقية تقريبًا دون تلوث وتوفير الطاقة.