Leistungsmerkmale und Anwendungen von Titanmatrixanoden

Titan und seine Legierungen weisen eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit, gute elektrokatalytische Eigenschaften, hohe mechanische Festigkeit, lange Lebensdauer und weitere Vorteile auf. Titananoden mit Titan als Substrat werden in der Elektrolyseindustrie häufig verwendet. Werfen wir einen Blick auf die Anwendung von Anoden auf Titanbasis in verschiedenen Branchen.

1. Chlor-Alkali-Industrie
In der Chloralkaliindustrie produziert der Ionenmembranelektrolyseur während der Elektrolysereaktion aufgrund der variablen und komplexen Umgebung der Anodenkammer weiterhin giftige und schädliche Substanzen wie Cl2, CI und CIO. Bei steigender Temperatur (85 °C) verschlimmert das Vorhandensein dieser Substanzen die Korrosion der Titananodenplatte. Die Gas-Flüssigkeits-Zirkulation in der Anodenkammer scheuert außerdem die Elektrode und die Titanplatte stark. Sobald die Ionenmembran bricht, fließt die Kathodenlösung (sauer, alkalisch) in die Anodenkammer, was zu schwerer Korrosion der Titanplatte führt und dann dazu, dass der Elektrolyseur undicht wird und Löcher bekommt. Anhand der Morphologie der Ionentankkorrosion ist zu erkennen, dass sie hauptsächlich an leitfähigen Beschichtungen, Gas-Flüssigkeits-Separatoren, Titanplatten und anderen Stellen auftritt. Daher hat die Entwicklung eines hochkorrosionsbeständigen Ionenmembranelektrolyseurs höchste Priorität.

In der Anodenkammer des Ionentanks werden meist Titanplatten verwendet, da der Preis von Titanmetall in Metallmaterialien viel niedriger ist als der von Nickelmetall. Dies senkt die Kosten und bietet die gleichen Vorteile. Die Gewährleistung einer sicheren und zuverlässigen Produktion und eines grünen Umweltschutzes ist der Schlüssel zur Gewährleistung von Qualität und Quantität in der industriellen Produktion. Titanmetall und seine Legierungen weisen eine hervorragende Korrosionsbeständigkeit und starke Passivierungsfähigkeit auf, bilden leicht einen stabilen Passivierungsfilm, verhindern den Elektronentransfer und bieten Garantien für eine längere Lebensdauer der Geräte, verhindern Leckagen, verbessern die Produktionseffizienz, sparen Energie und schützen die Umwelt.

2. Abwasserbehandlung
Durch die Untersuchung der Abwasserbehandlung wurde festgestellt, dass biologische Prozesse die Abwasserbehandlung schwierig machen. Die Hauptprobleme sind lange Behandlungszyklen, niedrige Farbentfernungsraten und schwierige Zersetzung. Die elektrochemische Methode hat große Aufmerksamkeit erhalten. Sie hat folgende Vorteile:

1) Funktionelle Vielfalt, d. h. Flüssigkeiten und Abfälle können durch direkte oder indirekte Oxidation organischer Verbindungen, Metallreduktion und galvanische Abscheidung behandelt werden.

2) Der Behandlungsvorgang ist einfach und kann durch die einfache Eingabe der Steuerparameter Strom und Spannung abgeschlossen werden.

3) Hohe Anwendbarkeit, es müssen keine Reagenzien hinzugefügt werden und es kann nur durch Ionenaustausch abgeschlossen werden.
Titan-basiert hat eine hohe anodische Korrosionsbeständigkeit und ausgezeichnete physikalische und chemische Eigenschaften. Bei der Abwasserbehandlung wird Titanmetall grundsätzlich als Matrix verwendet, d. h. als dimensionsstabile Titananode, die die Reduzierung der Gesamtphenolverbindungen, des TOC, der Absorption und der Toxizität fördern kann. Gleichzeitig hat es die Vorteile einer großen spezifischen Oberfläche, einer starken katalytischen Fähigkeit, geringer Verluste und einer hohen Korrosionsbeständigkeit. Es wird im Bereich der Abwasserbehandlung häufig eingesetzt.

3. Metallurgische Industrie
Herkömmliche Elektroden aus Bleilegierungen weisen hohe Überspannungen auf. Oxidbeschichtete Materialien (OCAs) können die Batteriespannung senken und die Reinheit von Kathoden aus Bleilegierungen verbessern, weshalb sie in der metallurgischen Industrie häufig als Elektroden verwendet werden. Aufgrund von Korrosion während des Elektrolyseprozesses wird das Produkt jedoch leicht durch Blei verunreinigt, und das Vorhandensein von hohem Chloridgehalt schränkt die Verwendung von Bleianoden ein. Mit der Veröffentlichung von Richtlinien zur Energieeinsparung, zum Umweltschutz und zur CO2-Neutralität in meinem Land werden Edelmetalle wie Platin, Gold, Palladium und Bleilegierungsgraphitelektroden als Elektrodenmaterialien schrittweise eliminiert.

Wie Untersuchungen ergeben haben, können Ti, Si-C, Al und Pb alle als Anoden verwendet werden. Ti, das als „Aluminium des 21. Jahrhunderts“ bezeichnet wird, verfügt über hervorragende umfassende Eigenschaften wie geringe Dichte, Korrosionsbeständigkeit und hohe Biokompatibilität. Es ist das am häufigsten verwendete Anodensubstrat (OCA, DSA). Anoden auf Titanbasis haben die Vorteile niedriger Kosten, hoher Festigkeit, geringen Energieverbrauch, stabiler und effizienter elektrolytischer Elektrodenreaktion und werden in der tatsächlichen Produktion zunehmend eingesetzt.

4. Galvanikindustrie
Der Grund, warum Titananoden als dimensionsstabile Anoden (DSA) bezeichnet werden, besteht darin, dass sie eine bessere Korrosionsbeständigkeit als Bleianoden und Graphitelektroden aufweisen und während des Elektrolyseprozesses nicht so leicht mit Elektrolytlösungen reagieren, wodurch ihre Größe und Form verändert wird. Diese Anode kann die Anforderungen verschiedener galvanischer Industrieanwendungen erfüllen, wie z. B.: galvanische Extraktion von Metallzink, Kobalt, Nickel, Kupfer, saure Kupferbeschichtung zur Herstellung von Kupferfolie, Leiterplatten (PCBs), ausgeglichene Anoden, dreiwertige galvanische Beschichtung von Chrom usw.

In der Galvanikindustrie bestehen Titananoden im Allgemeinen aus zwei Teilen: Titanmetallsubstrat und aktiver Oxidationsbeschichtung. Im Allgemeinen muss das Grundmetall eine einzige Strombelastbarkeit aufweisen, wie Titan (Ti), Tantal (Ta), Zirkonium (Zr), Niob (Nb) usw. Die letzten drei sind teuer, komplex zu verarbeiten und haben keinen Gebrauchswert. Daher zeichnet sich Ti durch seinen einfachen Herstellungsprozess, seine gute Korrosionsbeständigkeit, hohe mechanische Festigkeit und geringe Überspannung aus und wird zur am häufigsten verwendeten Elektrodenmetallmatrix. Titananoden sind außerdem ein ressourcenschonendes und umweltfreundliches Material, das den Anforderungen der aktuellen nationalen Richtlinien entspricht.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Titananoden in den oben genannten Branchen weit verbreitet sind und dass die tatsächliche Produktion und Anwendung in der aktuellen Branche führend sind. Titananoden weisen eine hervorragende Korrosionsbeständigkeit, eine gute elektrokatalytische Aktivität und einen hohen Wirkungsgrad auf, können sich an verschiedene komplexe und sich ändernde Arbeitsumgebungen anpassen, sind günstig, ressourcensparend, haben eine Lebensdauer von bis zu 5-10 Jahren und belasten die Umwelt nicht.