복합 중간층 PbO2 양극의 제조
복합 중간층 PbO2 코팅 티타늄 양극을 개발하는 이유는 무엇입니까?
코팅된 티타늄 양극 매트릭스의 부동태화 정도를 지연시키고 양극 산소 발생의 과전위를 개선하는 관점에서, Ta2O5-TiO2 및 SnO2-를 포함하는 복합 중간막을 갖는 티타늄 기반 이산화납(PbO2) 전극 열분해법으로 Sb2O5를 준비하였다. 복합 중간막의 이산화납 양극과 sno2-sb2o5 중간막의 이산화납 양극의 형태, 상 구조, 원소 조성 및 화학적 특성을 주사전자현미경, X선 회절 및 에너지 스펙트럼으로 분석하였다. . 결과는 복합 중간층 양극의 수명이 sno2-sb2o5 중간층 양극보다 훨씬 더 길고 더 높은 산소 발생 과전압 및 내부식성을 가지고 있음을 보여줍니다. Ta2O5-TiO2와 SnO2-Sb2O5의 복합 중간층이 있는 티타늄 기반 이산화납(PbO2) 전극은 산성 환경에서 매우 유망한 산소 발생 양극입니다.
PbO2 코팅된 티타늄 양극은 우수한 전기 촉매 활성과 높은 산소 발생 과전압을 가지고 있습니다. 현재 pH 8 이하의 환경에서 산소 발생을 위한 가장 비용 효율적인 특수 양극으로 인식되고 있습니다. 습식 제련, 유기 하수 처리, 산업 전기 도금 및 기타 산업 분야에서 광범위한 응용 가능성을 가지고 있습니다.
Ti 기반 PbO2 코팅 양극은 pH 8 이하의 환경에서 안정성이 우수하지만 여전히 코팅 벗겨짐 및 양극 패시베이션과 같은 문제가 있습니다. 위와 같은 이유와 PbO2 코팅된 티타늄 양극의 비활성화 메커니즘을 고려하여 티타늄 기판과 코팅 PbO2 사이에 전이층 Ta2O5-TiO2를 추가하여 산소가 티타늄 기판으로 침투하는 것을 방지할 수 있습니다. , TiO2가 형성될 수 없고 전도도가 양호하여 양극 수명이 향상됨을 나타냅니다. 연구에 따르면 백금, 백금 티타늄 및 기타 귀금속 외에도 내산소성 중간막에는 Ta2O5-TiO2 및 SnO2-Sb2O5가 포함되어 있습니다. 이 산화물은 코스트 퍼포먼스 비율이 높고 활동성은 백금족 금속과 동등합니다. 따라서, 티타늄 매트릭스의 부동태화를 지연시키고 양극 산소 발생의 과전위 및 수명을 개선한다는 관점에서 Ta2O5-TiO2 및 SnO2-의 복합 층간 PbO2 전극을 제조하는 것은 새로운 아이디어입니다. 열분해 방법에 의한 Sb2O5.
복합층 중간층의 이산화납 전극 제조
탄탈륨염용액과 테트라부틸티타네이트를 일정한 비율로 혼합하고 n-부탄올로 일정농도로 희석하여 1시간 이상 잘 흔든다. 전처리된 티타늄 메쉬를 붓으로 균일하게 코팅하고 100도 건조오븐에서 10분간 건조시킨 후 500-600도 머플로에 넣어 고온 산화를 10분간 한다. 이를 5회 반복(마지막 산화 30분)하여 코팅을 완전히 산화시킵니다. 그런 다음 주석의 식염수와 안티몬의 식염수를 일정 비율로 혼합하고 n-부탄올과 이소프로판올을 일정 농도로 희석하여 잘 흔들어 1시간 이상 둔다. 전처리된 티타늄 메쉬를 브러시로 균일하게 코팅하고 100도 건조 오븐에서 10-15분 동안 건조시킨 다음 500-600도 머플로에 넣어 10-15 동안 고온 산화 최소 이를 3회 반복(마지막 산화 30분)하여 코팅을 완전히 산화시킵니다. 즉, 복합 중간층을 준비한다.
탈 이온수로 일정 농도의 질산 납 용액을 준비하고 질산 납 용액을 약 60도까지 가열하고 일정량의 수산화 나트륨 용액을 첨가하고 충분히 저어주고 일정 전류로 전기 도금하여 -PbO2를 준비합니다.
탈 이온수로 일정 농도의 질산 납 용액을 준비하고 일정량의 첨가제와 질산을 첨가하여 용액의 pH를 조정하고 일정 온도로 가열 한 다음 완전히 저어주고 일정 전류로 전기 도금을 수행하여 준비합니다. PbO2.
향상된 수명 테스트 및 결론
sk-520 가변 전압 안정화 전원을 사용하여 준비된 전극을 양극으로 사용하고 순수 티타늄 판을 음극으로 사용하며 전극 간격은 20mm로 유지한다. 조건에서 테스트했습니다.
그림 1, 셀 전압과 전기분해 시간이 다를 때의 관계 곡선
중간층은 동일한 매체에서 전기 분해됩니다.
동일한 전기분해 조건에서 두 전극의 셀 전압이 감소하기 시작했지만 일정 시간 동안 전기 분해한 후 셀 전압이 안정화된 상태에서 셀 전압이 급격하게 상승했음을 그림 1에서 볼 수 있습니다. 전극이 비활성화될 때까지. 그림 1은 Ta2O5-TiO2와 SnO2-Sb2O5 복합 중간층의 티타늄계 이산화납 전극의 사용 수명이 SnO2-Sb2O5 중간층의 두 배임을 명확하게 보여줍니다. 전극. 복합 중간막의 도입으로 전극 수명이 크게 향상되었음을 보여줍니다. 그 이유는: 전기분해 공정에서 산 전해질이 매트릭스로 침투하고 전기분해 공정에서 생성된 산소의 일부가 전극 표면에 흡착되어 지속적으로 확산되거나 티타늄 매트릭스로 이동하기 때문에 활성 코팅의 균열을 통해 티타늄 기판의 표면은 티타늄 매트릭스와 반응하여 비전도성 TiO2를 생성하여 전극의 전도성을 악화시켜 양극 코팅의 부동태화 및 양극의 고장으로 이어집니다. 그러나 Ta2O5-TiO2 및 SnO2-Sb2O5를 추가하면 복합 중간층이 비교적 조밀하고 확산성이 우수합니다. 티타늄 기판 표면에 고르게 덮여 있어 전해액이 티타늄 기판 표면으로 침투하기 어렵습니다. 전기 분해 중에 침전된 반응성 산소 종의 티타늄 기판으로의 확산이 차단되어 용액에 대한 코팅의 내식성을 향상시키고 TiO2 산화막의 형성을 방지합니다. 따라서 양극의 수명이 연장됩니다.
