Preparación del ánodo de PbO2 de la capa intermedia compuesta
¿Por qué desarrollar el ánodo de titanio recubierto de PbO2 de capa intermedia compuesta?
Desde la perspectiva de retrasar el grado de pasivación de la matriz de ánodo de titanio recubierta y mejorar el sobrepotencial de la evolución de oxígeno del ánodo, un electrodo de dióxido de plomo (PbO2) a base de titanio con una capa intermedia compuesta que contiene Ta2O5-TiO2 y SnO2- El Sb2O5 se preparó por el método de descomposición térmica. La morfología, estructura de fase, composición de elementos y propiedades químicas del ánodo de dióxido de plomo de la capa intermedia compuesta y el ánodo de dióxido de plomo de la capa intermedia sno2-sb2o5 se analizaron mediante microscopio electrónico de barrido, difracción de rayos X y espectro de energía. . Los resultados muestran que la vida útil del ánodo de la capa intermedia compuesta es significativamente más larga que la del ánodo de la capa intermedia sno2-sb2o5, y tiene una mayor sobrepotencial de evolución de oxígeno y resistencia a la corrosión. El electrodo de dióxido de plomo (PbO2) a base de titanio con la capa intermedia compuesta de Ta2O5-TiO2 y SnO2-Sb2O5 es un ánodo de evolución de oxígeno muy prometedor en un entorno ácido.
El ánodo de titanio recubierto de PbO2 tiene una buena actividad electrocatalítica y un alto sobrepotencial de evolución de oxígeno. Actualmente es reconocido como el ánodo especial más rentable para la evolución de oxígeno en un entorno de pH inferior o igual a 8. Tiene amplias perspectivas de aplicación en hidrometalurgia, tratamiento de aguas residuales orgánicas, galvanoplastia industrial y otras industrias.
Aunque el ánodo de revestimiento de PbO2 basado en Ti tiene una buena estabilidad en un entorno de pH inferior o igual a 8, todavía existen problemas como la caída del revestimiento y la pasivación del ánodo. En vista de las razones anteriores y el mecanismo de desactivación del ánodo de titanio recubierto de PbO2, se prevé agregar una capa de transición Ta2O5-TiO2 entre el sustrato de titanio y el recubrimiento de PbO2, que puede evitar que el oxígeno penetre en el sustrato de titanio. , lo que indica que el TiO2 no se puede formar y tiene buena conductividad, lo que mejora la vida útil del ánodo. La investigación muestra que, además de platino, platino titanio y otros metales preciosos, la capa intermedia resistente al oxígeno también tiene Ta2O5-TiO2 y SnO2-Sb2O5. Este óxido tiene una alta relación costo-rendimiento y la actividad es equivalente a la de los metales del grupo del platino. Por lo tanto, desde la perspectiva de retrasar la pasivación de la matriz de titanio y mejorar el sobrepotencial y la vida útil de la evolución del oxígeno del ánodo, es una nueva idea preparar el electrodo de PbO2 de la capa intermedia compuesta de Ta2O5-TiO2 y SnO2- Sb2O5 por método de descomposición térmica.
Preparación del electrodo de dióxido de plomo en la capa intermedia de la capa compuesta
Mezcle la solución de sal de tantalio y el titanato de tetrabutilo en una determinada proporción, dilúyala con n-butanol hasta una determinada concentración y agítela bien durante más de 1 hora. Cubra uniformemente la malla de titanio pretratada con un cepillo, séquela en un horno de secado a 100 grados durante 10 minutos y luego colóquela en un horno de mufla de 500-600 grados para oxidación a alta temperatura durante 10 minutos. Repita esto 5 veces (la última oxidación durante 30 minutos) para oxidar completamente el recubrimiento. Luego mezclar la solución salina de estaño y la solución salina de antimonio en determinada proporción, diluirla con n-butanol e isopropanol a determinada concentración, agitar bien y dejar reposar por más de 1h. Cubra uniformemente la malla de titanio pretratada con un cepillo, séquela en un horno de secado a 100 grados durante 10-15min y luego colóquela en un horno de mufla de 500-600 grados para oxidación a alta temperatura durante 10-15 mín. Repita esto 3 veces (la última oxidación durante 30 minutos) para oxidar completamente el recubrimiento. Es decir, se prepara la capa intermedia compuesta.
Prepare una cierta concentración de solución de nitrato de plomo con agua desionizada, caliente la solución de nitrato de plomo a aproximadamente 60 grados, agregue una cierta cantidad de solución de hidróxido de sodio, revuelva completamente y electrochape con cierta corriente para preparar -PbO2.
Prepare una cierta concentración de solución de nitrato de plomo con agua desionizada, agregue una cierta cantidad de aditivos y ácido nítrico, ajuste el pH de la solución, caliéntela a cierta temperatura, revuélvala completamente y realice la galvanoplastia con cierta corriente para preparar: PbO2.
Pruebas y conclusiones mejoradas de por vida
Usando una fuente de alimentación estabilizada de voltaje ajustable sk-520, el electrodo preparado se usa como ánodo, la placa de titanio puro se usa como cátodo y el espacio entre electrodos se mantiene en 20 mm. probado en condiciones
Figura 1, curva de relación entre el voltaje de la celda y el tiempo de electrólisis cuando diferentes
las capas intermedias se electrolizan en el mismo medio
En la Figura 1 se puede ver que, en las mismas condiciones de electrólisis, el voltaje de la celda de los dos electrodos comenzó a disminuir, pero después de la electrólisis durante un período de tiempo, el voltaje de la celda se estabilizó y, finalmente, el voltaje de la celda aumentó considerablemente. hasta que el electrodo se volvió inactivo. La figura 1 muestra claramente que la vida útil del electrodo de dióxido de plomo con base de titanio de la capa intermedia compuesta de Ta2O5-TiO2 y SnO2-Sb2O5 es el doble que la de la capa intermedia de SnO2-Sb2O5 electrodo. Muestra que la introducción de la capa intermedia compuesta ha mejorado significativamente la vida útil del electrodo. La razón es: en el proceso de electrólisis, debido a la penetración del electrolito ácido en la matriz, y parte del oxígeno generado en el proceso de electrólisis se adsorbe en la superficie del electrodo y se difunde o migra continuamente a la matriz de titanio, se adsorbe en la superficie del sustrato de titanio a través de las grietas del revestimiento activo, que reacciona con la matriz de titanio para generar TiO2 no conductor, empeorando la conductividad del electrodo, lo que lleva a la pasivación del revestimiento del ánodo y al fallo del ánodo. Sin embargo, con la adición de Ta2O5-TiO2 y SnO2-Sb2O5, la capa intermedia compuesta es relativamente densa y tiene buena difusividad. Se cubre uniformemente en la superficie del sustrato de titanio, lo que dificulta que el electrolito penetre en la superficie del sustrato de titanio. Se bloquea la difusión de especies reactivas de oxígeno precipitadas durante la electrólisis al sustrato de titanio, lo que mejora la resistencia a la corrosión del recubrimiento a la solución y previene la formación de una película de óxido de TiO2. Así, se prolonga la vida útil del ánodo.
