Ταξινόμηση ανοδίων τιτανίου

Διαλυτή άνοδος και αδιάλυτη άνοδος

Η διαλυτή άνοδος παίζει το ρόλο της συμπλήρωσης των μεταλλικών ιόντων και της αγωγής του ηλεκτρισμού στη διαδικασία της ηλεκτρόλυσης, ενώ η αδιάλυτη άνοδος παίζει μόνο το ρόλο της αγώγιμης ηλεκτρικής ενέργειας. Οι πρώτες αδιάλυτες άνοδοι ήταν ο γραφίτης και οι άνοδοι μολύβδου. Στη δεκαετία του 1970, οι άνοδοι τιτανίου άρχισαν να χρησιμοποιούνται στις βιομηχανίες ηλεκτρόλυσης και ηλεκτρολυτικής επιμετάλλωσης ως νέα τεχνολογία. Οι αδιάλυτες άνοδοι μπορούν να χωριστούν σε δύο κατηγορίες: άνοδοι χλωρίου και άνοδοι οξυγόνου. Οι άνοδοι χλωρίου χρησιμοποιούνται κυρίως σε συστήματα ηλεκτρολυτών χλωρίου. Το αέριο χλώριο απελευθερώνεται από την άνοδο κατά τη διαδικασία ηλεκτρολυτικής επιμετάλλωσης, επομένως ονομάζονται άνοδοι χλωρίου. Οι άνοδοι οξυγόνου χρησιμοποιούνται κυρίως σε συστήματα θειικών, νιτρικών, υδροκυανικών και άλλων ηλεκτρολυτών. Το οξυγόνο απελευθερώνεται από την άνοδο κατά τη διαδικασία της ηλεκτρολυτικής επιμετάλλωσης, επομένως ονομάζονται άνοδοι οξυγόνου. Οι άνοδοι από κράμα μολύβδου είναι άνοδοι που αναπτύσσουν οξυγόνο και οι άνοδοι τιτανίου έχουν έκλυση οξυγόνου, έκλυση χλωρίου ή και τις δύο λειτουργίες ανάλογα με τις επιφανειακές καταλυτικές επιστρώσεις τους.

Άνοδοι τιτανίου για τη βιομηχανία χλωρίου-αλκαλίων
Σε σύγκριση με τα ηλεκτρόδια γραφίτη, η τάση εργασίας των ανοδίων γραφίτη είναι 8A/DM2 στην παραγωγή καυστικής σόδας με τη μέθοδο του διαφράγματος και η επικαλυμμένη άνοδος μπορεί να διπλασιαστεί σε 17A/DM2. Με αυτόν τον τρόπο, το προϊόν μπορεί να διπλασιαστεί κάτω από το ίδιο ηλεκτρολυτικό περιβάλλον και η ποιότητα του προϊόντος είναι υψηλή και η καθαρότητα του χλωρίου είναι υψηλή.

Άνοδος τιτανίου για ηλεκτρολυτική επιμετάλλωση
Η αδιάλυτη άνοδος για ηλεκτρολυτική επιμετάλλωση είναι μια επίστρωση οξειδίου πολύτιμου μετάλλου με υψηλή ηλεκτροχημική καταλυτική απόδοση επικαλυμμένη σε υπόστρωμα τιτανίου (πλέγμα, πλάκα, λωρίδα, σωλήνας κ.λπ.) και η επίστρωση περιέχει οξείδιο μετάλλου βαλβίδας με υψηλή σταθερότητα. Η νέα αδιάλυτη άνοδος τιτανίου έχει υψηλή ηλεκτροχημική καταλυτική ενέργεια και το υπερβολικό δυναμικό έκλυσης οξυγόνου είναι περίπου 0,5 V χαμηλότερο από αυτό της αδιάλυτης ανόδου από κράμα μολύβδου. Έχει σημαντική εξοικονόμηση ενέργειας, υψηλή σταθερότητα, μη ρύπανση στο διάλυμα επιμετάλλωσης, μικρό βάρος και εύκολη αντικατάσταση. Το υπερβολικό δυναμικό έκλυσης οξυγόνου της νέας αδιάλυτης ανόδου τιτανίου είναι επίσης χαμηλότερο από αυτό της επιπλατινωμένης αδιάλυτης ανόδου, αλλά η διάρκεια ζωής αυξάνεται περισσότερο από 1 φορές. Χρησιμοποιείται ευρέως ως άνοδος ή βοηθητική άνοδος σε διάφορες διεργασίες ηλεκτρολυτικής επιμετάλλωσης και μπορεί να αντικαταστήσει τις συμβατικές ανόδους κραμάτων με βάση το μόλυβδο. Υπό τις ίδιες συνθήκες, μπορεί να μειώσει την τάση του στοιχείου και να εξοικονομήσει ενέργεια. η αδιάλυτη άνοδος τιτανίου έχει καλή σταθερότητα (χημική, ηλεκτροχημική) κατά τη διαδικασία ηλεκτρολυτικής επιμετάλλωσης και έχει μεγάλη διάρκεια ζωής. Αυτή η άνοδος χρησιμοποιείται ευρέως στην ηλεκτρολυτική επιμετάλλωση μη σιδηρούχων μετάλλων, όπως η επινικελίωση, η επίστρωση χρυσού, η επιχρωμίωση, η επίστρωση ψευδαργύρου και η επιμετάλλωση χαλκού.

Μόλυβδος και άνοδος από κράμα μολύβδου
Η άνοδος από κράμα μολύβδου είναι μια άνοδος εξέλιξης οξυγόνου. Ο ηλεκτρολύτης για την αντίδραση έκλυσης οξυγόνου είναι το θειικό οξύ και το θειικό, το οποίο χρησιμοποιείται κυρίως στην ηλεκτρολυτική μεταλλουργία. Αυτή η άνοδος έχει το ελάττωμα ότι οι γεωμετρικές διαστάσεις θα αλλάξουν κατά τη διαδικασία της ηλεκτρόλυσης. Κατά τη διαδικασία της ηλεκτρόλυσης, η μήτρα ανόδου του μολύβδου μετατρέπεται πρώτα σε θειικό μόλυβδο και στη συνέχεια σε οξείδιο του μολύβδου. Ο θειικός μόλυβδος είναι ένα ενδιάμεσο στρώμα, το οποίο είναι μονωτικό και δρα ως χημικό φράγμα για την προστασία της εσωτερικής μήτρας μολύβδου σε περιβάλλον θειικού οξέος. Το οξείδιο του μολύβδου είναι ένα ηλεκτρόδιο με την πραγματική έννοια στο εξωτερικό στρώμα, όπου λαμβάνει χώρα η αντίδραση έκλυσης οξυγόνου. Το δυναμικό έκλυσης οξυγόνου του οξειδίου του μολύβδου είναι πολύ υψηλό και αυξάνεται γρήγορα με την αύξηση της πυκνότητας του ρεύματος. Αυτό το χαρακτηριστικό της ανόδου από κράμα μολύβδου καθορίζεται από τα εγγενή χαρακτηριστικά του υλικού του εξωτερικού στρώματος οξείδιο του μολύβδου - το οξείδιο του μολύβδου είναι κακός αγωγός του ηλεκτρισμού. Επιπλέον, κατά τη διάρκεια της διαδικασίας ηλεκτρόλυσης, η ηλεκτροχημική απόδοση της δομής της ανόδου του οξειδίου του μολύβδου συνεχίζει να αποσυντίθεται και η δημιουργία της εσωτερικής της τάσης προκαλεί την πτώση του οξειδίου στρώμα προς στρώμα. Επιπλέον, η παραγωγή υπεροξειδίου του μολύβδου προκαλεί επίσης τη συνεχή διάλυση του οξειδίου. Ο θειικός μόλυβδος ως ενδιάμεσο στρώμα μετατρέπεται ξανά σε οξείδιο του μολύβδου, καθιστώντας μια νέα ηλεκτροκαταλυτική δραστική ουσία εξωτερικού οξειδίου και η εσωτερική μήτρα μολύβδου οξειδώνεται ξανά για να σχηματίσει ένα νέο ενδιάμεσο προστατευτικό στρώμα θειικού μολύβδου. Ως εκ τούτου, κατά τη διάρκεια της διαδικασίας ηλεκτρόλυσης, ο μόλυβδος και τα κράματά του συνεχίζουν να διαλύονται στον ηλεκτρολύτη και να καθιζάνουν, προκαλώντας ρύπανση διαλύματος (χημική καθίζηση στο διάλυμα) και ρύπανση από προϊόντα καθόδου (ηλεκτροαπόθεση ρύπων στην επιφάνεια της καθόδου και καθαρότητα του χαλκού που ηλεκτρολύεται δεν μπορεί να είναι καλά εγγυημένη).

Επικαλυμμένη άνοδος τιτανίου
Η επικαλυμμένη άνοδος τιτανίου, κοινώς γνωστή ως DSA (Dimensionally Stable Anode), επίσης γνωστή ως DSE (Dimensionally Stable Electrode), είναι ένας νέος τύπος αδιάλυτου υλικού ανόδου που αναπτύχθηκε στα τέλη της δεκαετίας του 1960. Η άνοδος τιτανίου με επικάλυψη DSA χρησιμοποιείται κυρίως σε δύο μεγάλα τμήματα: την ηλεκτροχημεία και την ηλεκτρομεταλλουργία.
Τα πεδία εφαρμογής της ανόδου τιτανίου με επικάλυψη DSA περιλαμβάνουν: βιομηχανία χλωρίου-αλκαλίου, παραγωγή χλωρικού, παραγωγή υποχλωριώδους, παραγωγή υπερχλωρικού, υπερθειική ηλεκτρόλυση, ηλεκτρολυτική οργανική σύνθεση, ηλεκτρολυτική εξαγωγή μη σιδηρούχων μετάλλων, παραγωγή ηλεκτρολυτικού καταλύτη αργύρου, ηλεκτρολυτικό φύλλο χαλκού, ηλεκτρολυτική οξείδωση ανάκτηση υδραργύρου, ηλεκτρόλυση νερού, παρασκευή του διοξείδιο χλωρίου, επεξεργασία νοσοκομειακών λυμάτων, επεξεργασία λυμάτων με κυανίδιο, απολύμανση οικιακού νερού και σκευών τροφίμων, επεξεργασία νερού ψύξης σταθμών ηλεκτροπαραγωγής, βαφή και φινίρισμα μονάδας επεξεργασίας λυμάτων, επεξεργασία βιομηχανικού νερού, ηλεκτρολυτική παρασκευή όξινου και αλκαλικού νερού, χαλκός επίστρωση ψευδαργύρου, επιμετάλλωση με ρόδιο, επιμετάλλωση με παλλάδιο, επιχρυσωμένη, επιμετάλλωση με μόλυβδο, ηλεκτροδιάλυση αφαλάτωση θαλασσινού νερού, παρασκευή ηλεκτροδιάλυσης υδροξειδίου τετραμεθυλαμμωνίου, ηλεκτρόλυση λιωμένου άλατος, παραγωγή μπαταριών, καθοδική προστασία, παραγωγή αρνητικού φύλλου, ανοδίωση φύλλου αλουμινίου κ.λπ. Η εφαρμογή εμπλέκεται ευρέως στη χημική βιομηχανία, τη μεταλλουργία, την επεξεργασία νερού, την προστασία του περιβάλλοντος, ηλεκτρολυτική επιμετάλλωση, ηλεκτρολυτική οργανική σύνθεση και άλλα πεδία.