титан анод
Титан анод (мөн титан дээр суурилсан металл исэл бүрсэн анод, DSA, Хэмжээст тогтвортой анод гэгддэг) нь цахилгаан химийн салбарт өргөн хэрэглэгддэг өндөр хүчин чадалтай электродын материал юм. Энэ нь маш сайн зэврэлтэнд тэсвэртэй, өндөр катализаторын үйл ажиллагаа, урт удаан эдэлгээтэй байдаг.
1. Титан анодын үндсэн шинж чанарууд
- Хэмжээний тогтвортой байдал: Электролизийн процессын явцад электродын хоорондын зай өөрчлөгдөөгүй хэвээр үлдэж, эсийн хүчдэлийн тогтвортой байдлыг хангана.
- Хүчтэй зэврэлтэнд тэсвэртэй: Хүчтэй хүчил, хүчтэй шүлт ба Cl⁻ агуулсан орчинд тохиромжтой, зэврэлтэнд тэсвэртэй нь бал чулуу болон хар тугалганы анодуудаас хамаагүй давсан.
- Ашиглалтын хүчдэл бага: Хүчилтөрөгч/хлор ялгарах хэт их боломж бага, эрчим хүчийг 10%-20% хэмнэдэг.
- Удаан эдэлгээ: Хлор шүлтийн үйлдвэрт ашиглалтын хугацаа 6 жил, бал чулууны анод ердөө 8 сар байдаг.
- Өндөр гүйдлийн нягт: 17А/дм² (бал чулуун анод ердөө 8А/дм²) -ийг дэмжиж, үйлдвэрлэлийн үр ашгийг дээшлүүлнэ.
2. Хэрэглээний үндсэн чиглэл
(1) Хлор шүлтийн үйлдвэр
- Давсны уусмалыг электролизээр хлор, идэмхий натри, титан анод гаргаж авах нь эсийн хүчдэлийг бууруулж, хлорын цэвэршилтийг сайжруулдаг.
- Электролитийг бохирдуулахгүйн тулд бал чулууны анодыг солих.
(2) Бохир ус цэвэрлэх
- Электрокаталитик исэлдэлт: Хэвлэх, будах, эм, коксжих хаягдал ус дахь органик бодисыг задалдаг, 90% хүртэл ХБХ-ыг зайлуулдаг.
- Натрийн гипохлорит үүсгэгч: Эмнэлгийн бохир ус, усан бассейны усыг цэвэрлэхэд ашигладаг давсны уусмалыг электролиз болгож ариутгагч бодис үүсгэнэ.
- Цацраг идэвхт бохир усыг цэвэрлэх: Уран, плутони зэрэг цацраг идэвхт металлыг электролитийн аргаар гарган авах.
(3) Цахилгаан бүрэх үйлдвэрлэл
- Бүрэх давхаргын жигд байдлыг сайжруулах, бүрэх уусмалын бохирдлыг бууруулах зорилгоор никель бүрэх, хром бүрэх, алтаар бүрэх зэрэгт хэрэглэнэ.
- Хүчилтөрөгчийн хувьсал хэт их потенциал нь хар тугалганы анодынхоос 0.5В-оор бага бөгөөд энэ нь эрчим хүчийг ихээхэн хэмнэдэг.
(4) Электролитийн металлурги
- Зэс, цайр, никель зэрэг металлыг гаргаж авах, хар тугалганы анодыг солих, катодын бохирдлоос зайлсхийх.
- Өндөр гүйдлийн нягтрал (жишээ нь 8000А/м²) болон электрод хоорондын нарийн зай (5мм) нөхцөлд тохиромжтой.
(5) Шинэ эрчим хүч, устөрөгчийн үйлдвэрлэл
- Усны электролизээр устөрөгч үйлдвэрлэх: Хүчилтөрөгчийн хэт их хувьслыг бууруулж, эрчим хүчний үр ашгийг дээшлүүлнэ.
- Хатуу төлөвт зай: титан дээр суурилсан хавтан үйлдвэрлэхэд ашигладаг.
(6) Бусад програмууд
- Катодын хамгаалалт: 10-аас дээш жил ашиглалтын хугацаатай далайн ган хийцийг зэврэлтээс хамгаалах.
- Цахилгаан химийн синтез: органик нэгдлүүд болон эмийн завсрын бүтээгдэхүүн бэлтгэх гэх мэт.
3. Бүрэх үйл явц ба сонголт
- Нийтлэг бүрээс:
- Рутений (RuO₂): хлор шүлтийн үйлдвэрт тохиромжтой, Cl⁻ зэврэлтэнд тэсвэртэй.
- Иридиум (IrO₂): Хүчилд тэсвэртэй, бохир ус цэвэрлэхэд тохиромжтой.
- Платинум бүрэх: Өндөр цэвэршилттэй титан электролиз хийхэд ашигладаг, өндөр температурт (600℃) тэсвэртэй.
- Бүтцийн хэлбэр: хавтан, хоолой, тор, утас гэх мэтийг хэрэгцээнд тохируулан өөрчилж болно.
4. Засвар үйлчилгээ, ашиглалтын хугацааг уртасгах
- Тогтмол цэвэрлэгээ: царцдас үүсэхээс сэргийлж унтраасны дараа ионгүйжүүлсэн усаар зайлж угаана.
- Механик гэмтлээс зайлсхий: цагаан алтны давхаргыг гэмтээх нь титан субстратыг хурдан зэврүүлэхэд хүргэдэг.
- Электролитийн идэвхжүүлэлт: идэвхгүйжүүлэх давхаргыг арилгахын тулд 3000 цаг тутамд урвуу гүйдлийн боловсруулалт хийнэ.
5. Ирээдүйн хөгжлийн чиг хандлага
- Нийлмэл бүрээс: цагаан алт-иридиум градиент бүрээс зэрэг нь хүчилтөрөгчийн хэт их хувьслыг багасгадаг (лаборатори 1.25 Вт хүрсэн).
- Ухаалаг хяналт: нэгдсэн мэдрэгч нь бүрхүүлийн алдагдлыг бодит цаг хугацаанд хянадаг.
- Байгаль орчныг хамгаалах, эрчим хүчний шинэ хэрэглээ: хатуу төлөвт батерей, устөрөгчийн үр ашигтай үйлдвэрлэл гэх мэт.