Ruthenium-Iridium Titanové anody Výrobci a dodavatelé v Číně
Společnost Wstitanium dosáhla pozoruhodných úspěchů v oblasti titanových anod potažených ruthenium-iridiem. Anody mají nízký nadpotenciál, vysokou katalytickou aktivitu a dobrou vodivost a jsou široce používány v chlor-alkalickém průmyslu, čištění odpadních vod, hydrometalurgii a dalších oborech.
- Vysoký obsah iridia
- Střední obsah iridia
- Nízký obsah iridia
- Talíř, síťovina, trubka, přizpůsobené
- Pro galvanické pokovování
- Pro čištění odpadních vod
- Pro elektrolýzu vody
- Pro chlor-alkalický průmysl
Továrna na titanové anody Ruthenium-Iridium - Wstitanium
Titanové anody potažené ruthenium-iridiem se skládají hlavně z ruthenia (Ru), iridia (Ir) a titanu (Ti) a využívají katalytické účinnosti ruthenia a vynikající antioxidační kapacity iridia. Povlak je obvykle 8 gramů ruthenia a 2 gramy iridia na metr čtvereční, o tloušťce asi 8 mikronů. Má dobrou elektrokatalytickou aktivitu a odolnost proti korozi a vykazuje vynikající výkon v mnoha elektrolytických prostředích. Může účinně snížit nadměrný potenciál reakcí vývoje kyslíku a chloru a je široce používán v průmyslu chloru a alkalických kovů, elektrolytické výrobě chloru, dezinfekci a dalších oblastech.
Chlorová anoda
Používá se v prostředích s vysokým obsahem chloridových iontů v elektrolytu, jako je prostředí kyseliny chlorovodíkové, elektrolýza mořské vody, elektrolýza slané vody atd. a především sráží chlór.
Kyslíková anoda
Používá se v prostředí, kde je elektrolytem kyselina sírová. V procesu elektrolýzy se uvolňuje hlavně kyslík. Má dobrou elektrokatalytickou aktivitu a stabilitu při reakci vývoje kyslíku.
Je plochý a má velkou plochu, která může poskytnout více reakčních míst. Je vhodný pro některé příležitosti, které vyžadují pro reakci velkoplošné elektrody, jako jsou anody ve velkých elektrolytických článcích.
Jedná se o trubkovou konstrukci s jedinečným geometrickým tvarem a prostorovými charakteristikami. Používá se v některých specifických elektrolýzních zařízeních, jako jsou trubkové elektrolyzační reaktory.
Má síťovanou strukturu. Velikost a tvar pletiva lze navrhnout podle různých požadavků aplikace. Síťová struktura může zlepšit průtok elektrolytu.
Je tyčovitý s určitou délkou a průměrem. Je vhodný pro některé případy, kdy je potřeba pro reakci jít hluboko do elektrolytu, jako například v malých elektrolýzních experimentálních zařízeních.
Drát
Je ve tvaru drátu, s malým průměrem a velkým specifickým povrchem a má výhody v některých speciálních aplikacích, které vyžadují velkou velikost elektrody a specifický povrch.
Pro organickou syntézu
Používá se při reakcích, jako je elektrooxidace a elektroredukce některých organických sloučenin. Úpravou parametrů povlaku lze dosáhnout účinné katalýzy reakcí organické syntézy.
Pro galvanické pokovování
Jako anoda zajišťuje oxidační reakci kovových iontů, zajišťuje hladký průběh procesu galvanického pokovování a pomáhá zlepšovat kvalitu a účinnost galvanického pokovování.
Zakázková výroba Ruthenium Iridium Titanové anody Služby
Wstitanium má tým odborníků, inženýrů a techniků v oblasti elektrochemie. Členové týmu mají bohaté teoretické znalosti a praktické zkušenosti a jsou schopni neustále zkoumat a inovovat s cílem vyvinout pokročilejší technologii titanové anody potažené ruthenium-iridiem. Mají schopnost poskytovat diverzifikované specifikace produktů podle různých potřeb. Ať už jde o tvar a velikost anody, nebo tloušťku povlaku, poměr složení atd.. Přizpůsobení titanových anod s povlakem ruthenium-iridiem vyžaduje komplexní zvážení více faktorů, od základních vlastností materiálu až po specifické požadavky scénáře aplikace a řízení výrobního procesu.
Specifikace elektrody potažené rutheniem a iridiem
| Materiál | Gr1 Titan jako substrát, MMO jako povlak | Hustota proudu | ＜5,000A/㎡ |
| Druhy nátěrů | RuO2 + IRO2 + X | Pracovní doba | 80-120 H |
| Rozměr a tvar | Talíř, pletivo, tyč nebo přizpůsobené | Obsah ušlechtilého kovu | 8-13 g / ㎡ |
| Napětí | ＜ 24V | Tloušťka povlaku | 8 ~ 15 μm |
Určení aplikace
Různé scénáře použití mají velmi odlišné požadavky na výkon pro titanové anody potažené rutheniem-iridiem. Například v průmyslu chloru a alkalických kovů musí anoda pracovat po dlouhou dobu ve vysoce koncentrovaném roztoku chloridu sodného, což vyžaduje, aby anoda měla dobrou odolnost proti korozi chloridových iontů a vysokou aktivitu vývoje chloru. V oblasti čištění odpadních vod může být zapotřebí, aby anoda zpracovávala různé složité organické a anorganické znečišťující látky, což vyžaduje, aby anoda měla široký rozsah elektrokatalytické aktivity a určitou odolnost vůči znečištění. V průmyslu galvanického pokovování je hlavní funkcí anody poskytovat kovové ionty, což vyžaduje, aby anoda měla stabilní elektrochemické vlastnosti a vhodnou rychlost rozpouštění.
Požadavky na výkon
Určení výkonu podle aplikace je klíčovým krokem v přizpůsobení. Mezi výkonnostní ukazatele patří mimo jiné hustota proudu, potenciál elektrody, nadměrný potenciál vývoje kyslíku, odolnost proti korozi, životnost atd. Například pro aplikace, které vyžadují vysokou proudovou hustotu, musí mít anoda dobrou vodivost a výkon rozptylu tepla, aby se zabránilo přehřátí a snížení výkonu. Pro aplikace s přísnými požadavky na potenciál elektrody je třeba přesně kontrolovat složení a tloušťku ruthenium-iridiového povlaku, aby bylo zajištěno, že potenciál anody splňuje požadavky. Při určování ukazatelů výkonu je také nutné vzít v úvahu skutečné provozní podmínky, jako je vliv faktorů, jako je teplota, tlak a koncentrace elektrolytu na výkon anody.
Velikost a tvar
Velikost a tvar titanové anody potažené rutheniem-iridiem je také třeba upravit podle konkrétní aplikace. Velikost anody může ovlivnit její instalaci a prostorové uspořádání v zařízení. Tvar může ovlivnit rozložení proudu a elektrochemickou účinnost. Například u některých velkých elektrolytických článků může být nutné upravit velkoplošné ploché anody; v některých speciálních reaktorech může být nutné upravit anody se speciálními tvary, jako jsou pásy, desky (konvenční, expandované, vlnité nebo perforované formáty), fólie, čtverce, dráty, tyče, disky, tyče a trubky.
- Tyče: Přizpůsobitelné od 10 mm do 50 mm v průměru.
- Dráty: Rozsah průměru 0.5 mm až 10 mm.
- Trubky: Dostupné od 10 mm do 200 mm.
- Desky: Nabízeny v tloušťkách od 0.5 mm do 5 mm.
- Síta: Možnosti tloušťky od 0.5 mm do 2.0 mm.
Titanový substrát
Čistota a kvalita titanového substrátu má důležitý vliv na výkon titanové anody potažené ruthenium-iridiem. Obecně řečeno, jako substrát by měl být zvolen průmyslově čistý titan (>99.5 %) nebo slitina titanu s vyšší čistotou. Průmyslově čistý titan má dobrou odolnost proti korozi a zpracování a je vhodný pro většinu běžných aplikací. Slitiny titanu mohou zlepšit svou pevnost a odolnost proti korozi přidáním dalších prvků (jako je hliník, vanad atd.), což je vhodné pro některé speciální aplikace s vysokými požadavky na vlastnosti substrátu. Při výběru titanového substrátu je třeba zvážit také kvalitu jeho povrchu, aby bylo zajištěno, že povrch bude rovný a bez defektů, aby se zajistilo rovnoměrné přilnutí povlaku.
Ruthenium-iridiový povlak
Materiály ruthenium-iridiového povlaku jsou převážně sloučeniny ruthenia a iridia, jako je oxid ruthenium (RuO₂) a oxid iridium (IrO₂). Při stanovení složení ruthenium-iridiového nátěru je nutné jej optimalizovat podle konkrétních požadavků aplikace. Obecně lze říci, že poměr ruthenia k iridiu ovlivňuje elektrokatalytickou aktivitu a korozní odolnost povlaku. Vyšší obsah iridia může zlepšit odolnost povlaku proti korozi, ale může snížit jeho elektrokatalytickou aktivitu; zatímco vyšší obsah ruthenia může zlepšit elektrokatalytickou aktivitu, ale může snížit odolnost proti korozi.
Pomocné materiály
V procesu přizpůsobení titanových anod potažených rutheniem-iridiem mohou být také potřebné některé pomocné materiály, jako jsou pojiva a katalyzátorové přísady. Pojiva se používají ke zvýšení vazebné síly mezi povlakem a substrátem, aby se zajistilo, že povlak během používání nespadne; katalyzátorové přísady mohou dále zlepšit elektrokatalytickou aktivitu povlaku a zlepšit výkon anody. Při výběru pomocných materiálů je nutné zvážit jejich kompatibilitu s titanovým substrátem a ruthenium-iridiovým povlakem a také jejich vliv na výkon anody.
Výroba titanové anody potažené rutheniem-iridiem
Před nanesením ruthenium-iridiového nátěru musí být titanový substrát předem upraven. Účelem předúpravy je odstranit olej, vodní kámen, nečistoty atd. na povrchu titanového substrátu, zlepšit čistotu a drsnost povrchu a zvýšit vazebnou sílu mezi nátěrem a substrátem. Mezi běžné metody předúpravy patří mechanické broušení, chemické čištění, elektrochemické leštění atd. Mechanickým broušením lze odstranit větší částice a vodní kámen na povrchu; chemické čištění může odstranit olej a některé nečistoty, které se obtížně mechanicky odstraňují; elektrochemické leštění může dále zlepšit rovinnost a konečnou úpravu povrchu.
Vyberte Titanium Substrate
Vybírejte vysoce čisté titanové materiály, jako je průmyslově čistý titan Gr1, Gr2 nebo slitiny titanu, abyste zajistili, že budou mít dobrou odolnost proti korozi a vodivost.
formující
Titanové materiály jsou podle konstrukčních požadavků zpracovávány do požadovaného tvaru a velikosti řezáním, vrtáním, ohýbáním a dalšími technologiemi.
Pískování
Pomocí stlačeného vzduchu nastříkejte částice písku na povrch titanového substrátu pro nárazové broušení. Povrch tvoří stejnoměrné důlky, zlepšuje drsnost a zvyšuje přilnavost nátěru.
Vyrovnávání / žíhání
Zahřejte a tvarujte titanový materiál v peci při teplotě asi 500 °C, udržujte jej v teple po dobu asi 2 hodin, eliminujte pnutí uvnitř materiálu a zlepšujte organizační strukturu materiálu.
Moření
Vložte titanový substrát do směsného kyselého roztoku složeného z kyseliny sírové, dusičné a kyseliny fluorovodíkové pro moření, abyste odstranili vrstvu oxidu, rez a další nečistoty na povrchu.
Příprava kapaliny
Jako hlavní suroviny se používají rozpustné soli nebo sloučeniny ruthenia a iridia, jako je chlorid ruthenium (RuCl3) a chlorid iriditý (IrCl3). Rozpusťte v rozpouštědle v určitém poměru.
Povlak
Pomocí štětce nebo stříkací pistole rovnoměrně naneste nebo nastříkejte připravený nátěrový roztok na povrch předem upraveného titanového substrátu. Tloušťka a rovnoměrnost povlaku by měla být během provozu kontrolována.
Sušení
Potažený titanový substrát je třeba umístit do vysokoteplotní pece pro slinování. Teplota slinování je obecně mezi 450-550 ℃ a doba slinování je 10-20 minut.
Inspekce kvality
Složení a krystalová struktura povlaku jsou detekovány skenovací elektronovou mikroskopií (SEM), analýzou energetického spektra (EDS), rentgenovou difrakcí (XRD) atd.
Inspekce kvality
Společnost Wstitanium provádí přísné kontroly surovin, aby zajistila, že použité suroviny, jako jsou titanové substráty, organické soli ruthenia a iridia, splňují normy kvality. Každá šarže surovin musí projít chemickou analýzou, testováním fyzického výkonu a dalšími kontrolními položkami.
Monitorování předúpravy titanového substrátu, přípravy povlaku, povlakování, tepelného zpracování povlaku a dalších procesů v reálném čase pro zajištění stability a konzistence kvality. Zároveň se provádí pravidelná údržba a kalibrace zařízení pro zajištění běžného provozu.
Proveďte kontrolu vzhledu titanové anody potažené ruthenium-iridiem, abyste zkontrolovali, zda je povrch povlaku stejnoměrný a hladký a zda na něm nejsou vady, jako jsou praskliny a odlupování. Provádí se řada výkonnostních testů, včetně elektrochemických testů výkonnosti (jako jsou testy nadměrného potenciálu, testy proudové účinnosti atd.), testy odolnosti proti korozi (jako jsou testy koroze v různých roztocích elektrolytů atd.), testy tloušťky povlaku atd.
| zkušební položky | Zkušební podmínky | Kvalifikace |
|---|---|---|
| Spojení síly | 3M lepicí páska | Na pásce nejsou žádné černé skvrny |
| Ohněte o 180° na kulatém hřídeli Φ12 mm | Žádné loupání v ohybu | |
| Zkouška jednotnosti | Rentgenový fluorescenční spektrometr | ≤15% |
| Tloušťka povlaku | Rentgenový fluorescenční spektrometr | 2-10μm |
| Chlorační potenciál | 2000A/m2, Nasycení NaCl，25±2℃ | ≤1.08V |
| Analytická rychlost polarizace chloru | 200/2000A/m2, Saturation NaCl，25±2℃ | ≤ 35 mV |
| Prodloužená životnost | 40000A/m2,1mol/L H2SO4,40±2℃ | ≥45h (Ir+Ru 8g) |
| Intenzivní stav beztíže | 20000A/m2,8mol/L NaOH,95±2℃,electrolysis 4h | ≤ 10 mg |
Aplikace titanové anody potažené rutheniem iridiem
Jako vynikající elektrodový materiál je ruthenium-iridiovo-titanová anoda široce používána v mnoha oborech, jako je chlor-alkalický průmysl, čištění odpadních vod, galvanický průmysl, hydrometalurgie, odsolování mořské vody atd. Její dobrá elektrokatalytická aktivita, vysoká odolnost proti korozi, nízké napětí článků a dlouhá životnost z ní činí nepostradatelnou a důležitou součást v oblasti elektrochemie.
Chlor-alkalický průmysl
Chlor-alkalický průmysl je jednou z prvních a nejdůležitějších oblastí použití ruthenium-iridium-titanových anod. V procesu výroby chloru a alkálií se chlor, vodík a hydroxid sodný připravují elektrolýzou nasyceného roztoku chloridu sodného. Jako materiál anody může ruthenium-iridium-titanová anoda účinně katalyzovat oxidační reakci chloridových iontů za vzniku chlóru, zlepšit efektivitu výroby a kvalitu chloru a snížit spotřebu energie a výrobní náklady.
Čištění odpadních vod
V oblasti čištění odpadních vod lze pro čištění odpadních vod elektrochemickou oxidací použít ruthenium-iridium-titanové anody. Prostřednictvím oxidace anody mohou být znečišťující látky, jako je organická hmota a amoniakální dusík v odpadních vodách, oxidovány a rozkládány, aby bylo dosaženo účelu čištění vody. Například při čištění průmyslových odpadních vod obsahujících těžko rozložitelné organické látky mohou ruthenium-iridiové-titanové anody účinně zlepšit biologickou rozložitelnost odpadních vod a vytvořit podmínky pro následné biologické čištění.
Galvanizérství
V procesu galvanického pokovování má výkon anody důležitý vliv na kvalitu povlaku a účinnost galvanického pokovování. Ruthenium-iridium-titanové anody mají dobrou vodivost a odolnost proti korozi, mohou poskytovat stabilní proudovou hustotu a zajistit rovnoměrnost a kvalitu povlaku. Nižší napětí článku zároveň snižuje spotřebu energie během procesu galvanizace.
Hydrometalurgie
V oblasti hydrometalurgie lze ruthenium-iridiovo-titanové anody využít pro elektrolytickou extrakci a rafinaci kovů. Například v procesu elektrolytické rafinace mědi, zinku a dalších kovů mohou ruthenium-iridium-titanové anody účinně katalyzovat anodovou reakci a zlepšit čistotu a efektivitu výroby kovů.
Odsolování mořské vody
V procesu elektrochemického odsolování odsolování mořské vody lze ruthenium-iridium-titanové anody použít jako anodové materiály k odstranění soli z mořské vody elektrolýzou mořské vody. Jeho dobrá odolnost proti korozi a elektrokatalytické vlastnosti mu umožňují pracovat stabilně ve vysoce slaném a vysoce korozivním prostředí, jako je mořská voda, což poskytuje účinný technický prostředek pro odsolování mořské vody.
Titanová anoda potažená rutheniem-iridiem VS titanová anoda potažená iridiem-tantalem
Titanová anoda potažená rutheniem-iridiem má nízký nadpotenciál, vysokou katalytickou aktivitu a dobrou vodivost a je široce používána v průmyslu chloru a alkalických kovů a některých konvenčních elektrochemických procesech. Titanová anoda potažená iridiem a tantalem je vhodná pro scénáře aplikací, které pracují s vysoce korozivními médii díky své vynikající odolnosti proti korozi, zejména vynikajícímu výkonu ve speciálních korozivních prostředích. Při volbě použití těchto dvou anod je nutné komplexně zvážit faktory, jako jsou požadavky na aplikaci, pracovní prostředí a hospodárnost. Pro aplikace, které sledují vysokou účinnost a úsporu energie a mají relativně mírné korozivní prostředí, může být lepší volbou titanová anoda potažená rutheniem-iridiem. Pro aplikace ve speciálních korozivních prostředích mohou titanové anody potažené iridiem a tantalem poskytnout spolehlivější výkon a delší životnost.
| Srovnávací položky | Titanová anoda potažená rutheniem-iridiem | Titanová anoda potažená iridiem a tantalem |
| Složení nátěru | Skládá se hlavně z oxidů ruthenia a iridia, jako je RuO₂, IrO₂ atd. | Skládá se hlavně z oxidů iridia a tantalu, jako je IrO₂, Ta₂O₅ atd. |
| Použitelné prostředí | Většinou se používá v prostředích s vysokým obsahem chloridových iontů, jako je prostředí kyseliny chlorovodíkové, elektrolýza mořské vody, elektrolýza solanky atd. | Obecně se používá v prostředí kyseliny sírové. |
| Nadměrný potenciál vývoje kyslíku | Relativně vysoká. V některých systémech může být nadměrný potenciál vývoje kyslíku asi o 0.1 V – 0.2 V vyšší než u titanové anody potažené iridiem a tantalem. | Relativně nízké, obecně kolem 1.4V – 1.6V. |
| Počáteční anodový potenciál | Obecně kolem 1.48V. | Obecně kolem 1.51V. |
| Hustota pracovního proudu | Může dosáhnout poměrně vysoké úrovně. Například u diafragmové metody výroby chloru a alkálií může dosáhnout 17A/dm². | Může snést velmi vysokou proudovou hustotu a v praktických aplikacích je blízko nebo vyšší než u titanové anody potažené rutheniem-iridiem. |
| Odolnost proti korozi | Vykazuje dobrou odolnost proti korozi v silně korozivním prostředí obsahujícím chlór. | Má vynikající odolnost proti korozi v silně oxidujících kyselých prostředích, jako je kyselina sírová. |
| Životnost | Při vhodných pracovních podmínkách může dosáhnout více než 5 – 7 let. | Za běžných provozních podmínek má poměrně dlouhou životnost. Například při aplikaci formování hliníkové fólie může dosáhnout více než 9 – 18 měsíců. |
| Pole aplikací | Chlor-alkalický průmysl, výroba oxidu chloričitého, chlorečnanový průmysl, chlornanový průmysl, dezinfekce bazénů, chlorace mořské vody atd. | Elektrolytická výroba neželezných kovů, výroba elektrolytických stříbrných katalyzátorů, barvení továren na vlněné textilie a konečná úprava odpadních vod, elektrolytická výroba měděné fólie, tvorba hliníkové fólie atd. |
| Stát | Cena ruthenia je relativně nižší než cena iridia v surovinách a celkové náklady mohou být o něco nižší než cena titanové anody potažené iridiem a tantalem. Ceny běžných produktů na trhu se mohou pohybovat i v desítkách juanů za sadu a existují i vyšší produkty na míru s vyššími cenami. | Cena iridia je v surovinách poměrně vysoká a tvoří poměrně velký podíl v nátěru. S přidaným faktorem tantalu jsou celkové náklady relativně vysoké. Podle údajů z roku 2023 je jednotková cena iridia asi 4krát vyšší než ruthenium. |
S neustálým pokrokem vědy a techniky a zvyšující se poptávkou po vysoce výkonných elektrodových materiálech se bude výzkum a aplikace ruthenium-iridium-titanových anod nadále prohlubovat a rozšiřovat. Optimalizací složení povlaků a procesů přípravy, rozšířením aplikačních oblastí a snížením nákladů budou ruthenium-iridium-titanové anody hrát důležitější roli v budoucí elektrochemické oblasti a budou více přispívat k průmyslové výrobě a ochraně životního prostředí.
