ánodo de titanio
O ánodo de titanio (tamén coñecido como ánodo revestido de óxido metálico a base de titanio, DSA, ánodo dimensionalmente estable) é un material de eléctrodo de alto rendemento amplamente utilizado no campo da electroquímica. Ten unha excelente resistencia á corrosión, alta actividade catalítica e longa vida útil.
1. Características principais do ánodo de titanio
- Estabilidade dimensional: a separación dos eléctrodos permanece inalterada durante o proceso de electrólise, o que garante unha voltaxe celular estable.
- Forte resistencia á corrosión: axeitado para ácidos fortes, álcalis fortes e medios que conteñen Cl⁻, cunha resistencia á corrosión que supera con creces a dos ánodos de grafito e chumbo.
- Baixa tensión de funcionamento: baixo sobrepotencial para a evolución de osíxeno/cloro, aforrando entre un 10 % e un 20 % de enerxía.
- Longa vida útil: Na industria dos cloroalcalis, a vida útil pode chegar aos 6 anos, mentres que a do ánodo de grafito é de só 8 meses.
- Alta densidade de corrente: admite 17 A/dm² (o ánodo de grafito só ten 8 A/dm²), o que mellora a eficiencia da produción.
2. Principais áreas de aplicación
(1) Industria cloro-álcali
- Electrólise da salmoira para producir cloro e sosa cáustica; o ánodo de titanio pode reducir a voltaxe da cela e mellorar a pureza do cloro.
- Substituír o ánodo de grafito para evitar a contaminación do electrólito.
(2) Tratamento de augas residuais
- Oxidación electrocatalítica: degradan a materia orgánica nas augas residuais de impresión e tinguidura, industrias farmacéuticas e coquería, cunha taxa de eliminación de DQO de ata o 90 %.
- Xerador de hipoclorito de sodio: electroliza a salmoira para xerar desinfectante, úsase para o tratamento de augas residuais hospitalarias e de piscinas.
- Tratamento de augas residuais radioactivas: recuperación electrolítica de metais radioactivos como o uranio e o plutonio.
(3) Industria da galvanoplastia
- Úsase para o niquelado, o cromado, o dourado, etc. para mellorar a uniformidade da capa de chapado e reducir a contaminación da solución de chapado.
- O sobrepotencial de evolución de osíxeno é 0,5 V inferior ao do ánodo de chumbo, o que aforra enerxía significativamente.
(4) Metalurxia electrolítica
- Extraer metais como o cobre, o zinc e o níquel, substituír o ánodo de chumbo e evitar a contaminación do cátodo.
- Adecuado para condicións de alta densidade de corrente (como 8000 A/m²) e espazo entre eléctrodos estreito (5 mm).
(5) Nova enerxía e produción de hidróxeno
- Produción de hidróxeno por electrólise da auga: Reducir o sobrepotencial de desprendemento de osíxeno e mellorar a eficiencia enerxética.
- Batería de estado sólido: utilízase para a fabricación de placas a base de titanio.
(6) Outras aplicacións
- Protección catódica: anticorrosión de estruturas de aceiro mariñas, cunha vida útil de máis de 10 anos.
- Síntese electroquímica: como a preparación de compostos orgánicos e intermediarios farmacéuticos.
3. Proceso de revestimento e selección
- Revestimentos comúns:
- Rutenio (RuO₂): axeitado para a industria cloro-álcali, resistente á corrosión por Cl⁻.
- Iridio (IrO₂): forte resistencia aos ácidos, axeitado para o tratamento de augas residuais.
- Revestimento de platino: úsase para a electrólise de titanio de alta pureza, resistente a altas temperaturas (600 ℃).
- Forma estrutural: placa, tubo, malla, arame, etc., pódese personalizar segundo as necesidades.
4. Mantemento e extensión da vida útil
- Limpeza regular: enxágüe con auga desionizada despois de apagar para evitar a deposición de cal.
- Evitar danos mecánicos: os danos na capa de platino provocarán unha rápida corrosión do substrato de titanio.
- Activación electrolítica: tratamento de corrente inversa cada 3000 horas para eliminar a capa de pasivación.
5. Tendencias de desenvolvemento futuro
- Revestimentos compostos: como os revestimentos de gradiente de platino-iridio, que reducen aínda máis o sobrepotencial de evolución de osíxeno (o laboratorio alcanzou 1,25 V).
- Monitorización intelixente: os sensores integrados monitorizan a perda de revestimento en tempo real.
- Protección ambiental e novas aplicacións enerxéticas: como as baterías de estado sólido e a produción eficiente de hidróxeno.