Paratoi anod PbO2 interlayer cyfansawdd
Pam datblygu'r anod titaniwm wedi'i orchuddio â PbO2 rhyng-haen cyfansawdd?
O safbwynt gohirio gradd goddefol matrics anod titaniwm wedi'i orchuddio a gwella gor-botensial esblygiad ocsigen anod, electrod plwm deuocsid (PbO2) wedi'i seilio ar ditaniwm gyda rhynghaenog cyfansawdd sy'n cynnwys Ta2O5-TiO2 a SnO2- Paratowyd Sb2O5 trwy ddull dadelfennu thermol. Dadansoddwyd morffoleg, strwythur gweddau, cyfansoddiad elfennau a phriodweddau cemegol anod deuocsid plwm y rhyng-haenog cyfansawdd ac anod deuocsid plwm yr interlayer sno2-sb2o5 trwy sganio microsgop electron, diffreithiant pelydr-X a sbectrwm egni. . Mae'r canlyniadau'n dangos bod bywyd gwasanaeth yr anod interlayer cyfansawdd yn sylweddol hirach nag anod interlayer sno2-sb2o5, ac mae ganddo or-botensial esblygiad ocsigen uwch a gwrthiant cyrydiad. Mae'r electrod plwm deuocsid (PbO2) seiliedig ar ditaniwm gyda'r rhyng-haenog cyfansawdd o Ta2O5-TiO2 a SnO2-Sb2O5 yn anod esblygiad ocsigen addawol iawn mewn amgylchedd asidig.
Mae gan anod Titaniwm wedi'i orchuddio â PbO2 weithgaredd electrocatalytig da ac mae esblygiad ocsigen uchel yn ormodol. Fe'i cydnabyddir ar hyn o bryd fel yr anod arbennig mwyaf cost-effeithiol ar gyfer esblygiad ocsigen yn yr amgylchedd o pH Llai na neu'n hafal i 8. Mae ganddo ragolygon cymhwyso eang mewn hydrometallurgy, trin carthffosiaeth organig, electroplatio diwydiannol a diwydiannau eraill.
Er bod anod cotio PbO2 Ti wedi'i seilio ar sefydlogrwydd da yn yr amgylchedd o pH Llai na neu'n hafal i 8, mae problemau o hyd fel cotio yn disgyn i ffwrdd a goddefiad anod. O ystyried y rhesymau uchod a mecanwaith dadactifadu anod titaniwm wedi'i orchuddio â PbO2, rhagwelir y bydd yn ychwanegu haen drawsnewid Ta2O5-TiO2 rhwng y swbstrad titaniwm a'r cotio PbO2, a all atal ocsigen rhag treiddio i'r swbstrad titaniwm. , sy'n nodi na ellir ffurfio TiO2 ac mae ganddo ddargludedd da, sy'n gwella bywyd yr anod. Mae'r ymchwil yn dangos, yn ogystal â phlatinwm, titaniwm platinwm a metelau gwerthfawr eraill, bod gan y rhyng-haen sy'n gwrthsefyll ocsigen hefyd Ta2O5-TiO2 a SnO2-Sb2O5. Mae gan yr ocsid hwn gymhareb perfformiad cost uchel ac mae'r gweithgaredd yn cyfateb i weithgarwch metelau grŵp platinwm. Felly, o safbwynt gohirio goddefedd matrics titaniwm a gwella gor-botensial a bywyd esblygiad ocsigen anod, mae'n syniad newydd paratoi'r electrod PbO2 interlayer cyfansawdd o Ta2O5-TiO2 a SnO{2- Sb2O5 trwy ddull dadelfennu thermol.
Paratoi electrod deuocsid plwm yn haen ganol haen gyfansawdd
Cymysgwch yr ateb halen tantalwm a titanate tetrabutyl mewn cyfran benodol, ei wanhau â n-butanol i grynodiad penodol, a'i ysgwyd yn dda yn fwy na 1h. Gorchuddiwch y rhwyll titaniwm sydd wedi'i drin ymlaen llaw yn gyfartal â brwsh, ei sychu mewn popty sychu 100 gradd am 10 munud, ac yna ei roi i mewn i ffwrnais muffle gradd 500-600 ar gyfer ocsidiad tymheredd uchel am 10 munud. Ailadroddwch hyn am 5 gwaith (yr ocsidiad olaf am 30 munud) i ocsideiddio'r cotio yn llwyr. Yna cymysgwch yr hydoddiant halen o dun a'r hydoddiant halen o antimoni mewn cyfran benodol, ei wanhau â n-butanol ac isopropanol i grynodiad penodol, ei ysgwyd yn dda a'i roi am fwy na 1h. Gorchuddiwch y rhwyll titaniwm wedi'i drin ymlaen llaw yn gyfartal â brwsh, ei sychu mewn popty sychu 100 gradd am 10-15munud, ac yna ei roi mewn ffwrnais muffle 500-600 gradd ar gyfer ocsidiad tymheredd uchel am 10-15 min. Ailadroddwch hyn am 3 gwaith (yr ocsidiad olaf am 30 munud) i ocsideiddio'r cotio yn llwyr. Hynny yw, mae'r haen ganolradd cyfansawdd yn cael ei baratoi.
Paratowch grynodiad penodol o hydoddiant nitrad plwm gyda dŵr wedi'i ddadïoneiddio, cynheswch yr hydoddiant nitrad plwm i tua 60 gradd, ychwanegu rhywfaint o hydoddiant sodiwm hydrocsid, ei droi'n llawn, a'i electroplate gyda cherrynt penodol i baratoi -PbO2.
Paratowch grynodiad penodol o hydoddiant nitrad plwm gyda dŵr wedi'i ddadïoneiddio, ychwanegu swm penodol o ychwanegion ac asid nitrig, addasu pH yr hydoddiant, ei gynhesu i dymheredd penodol, ei droi'n llawn, a chynnal electroplatio gyda cherrynt penodol i baratoi - PbO2.
Gwell profion oes a chasgliadau
Gan ddefnyddio cyflenwad pŵer sefydlogi foltedd addasadwy sk-520, defnyddir yr electrod parod fel yr anod, defnyddir y plât titaniwm pur fel y catod, a chedwir y bylchau electrod ar 20mm. profi dan amodau.
Ffigur 1, cromlin berthynas rhwng foltedd celloedd ac amser electrolysis pan fo'n wahanol
mae haenau canolradd yn cael eu electrolyzed yn yr un cyfrwng
Gellir gweld o Ffigur 1, o dan yr un amodau electrolysis, fod foltedd celloedd y ddau electrod wedi dechrau dirywio, ond ar ôl electrolysis am gyfnod o amser, roedd foltedd y gell mewn cyflwr sefydlog, ac yn olaf cododd foltedd y gell yn sydyn. nes i'r electrod ddod yn anactif. Mae Ffigur 1 yn dangos yn glir bod bywyd gwasanaeth electrod plwm deuocsid sy'n seiliedig ar ditaniwm yr haen ganolraddol gyfansawdd o Ta2O5-TiO2 a SnO2-Sb2O5 ddwywaith yn fwy nag haen ganolraddol SnO{8}}Sb2O5 electrod. Mae'n dangos bod cyflwyno interlayer cyfansawdd wedi gwella'n sylweddol oes yr electrod. Y rheswm yw: yn y broses electrolysis, oherwydd treiddiad electrolyt asid i'r matrics, ac mae rhan o'r ocsigen a gynhyrchir yn y broses electrolysis yn cael ei arsugnu ar yr wyneb electrod a'i wasgaru'n barhaus neu ei fudo i'r matrics titaniwm, mae'n cael ei arsugnu ar arwyneb swbstrad titaniwm trwy graciau'r cotio gweithredol, sy'n adweithio â'r matrics titaniwm i gynhyrchu TiO2 nad yw'n ddargludol, gan wneud dargludedd yr electrod yn waeth, gan arwain at oddefiad cotio anod a methiant yr anod. Fodd bynnag, gydag ychwanegu Ta2O5-TiO2 a SnO2-Sb2O5 , mae'r haen ganolradd cyfansawdd yn gymharol drwchus ac mae ganddi drylededd da. Mae wedi'i orchuddio'n gyfartal ar wyneb swbstrad titaniwm, gan ei gwneud hi'n anodd i electrolyte dreiddio i wyneb swbstrad titaniwm. Mae trylediad rhywogaethau ocsigen adweithiol a waddodir yn ystod electrolysis i swbstrad titaniwm yn cael ei rwystro, a thrwy hynny wella ymwrthedd cyrydiad y cotio i doddiant ac atal ffurfio ffilm ocsid TiO2. Felly, mae bywyd gwasanaeth yr anod yn hir.
