Proveedores y fabricantes de ánodos de óxido metálico mixto en China

Los ánodos de óxido metálico mixto fabricados por Wstitanium se utilizan ampliamente en muchos campos importantes como la industria cloroalcalina, el tratamiento de aguas residuales, la protección contra la corrosión de metales, la galvanoplastia, la ingeniería marina, etc. debido a su excelente rendimiento.

Ánodo de óxido metálico mixto

Su proveedor de confianza de ánodos de óxido metálico mixto (MMO)

Los ánodos de óxido metálico mixto (MMO) desempeñan un papel indispensable en numerosas industrias gracias a sus excelentes propiedades, como alta actividad catalítica, buena estabilidad y baja resistencia. Wstitanium ha marcado un hito en la industria de la fabricación de ánodos de óxido metálico mixto gracias a su tecnología de vanguardia, estricto control de calidad y capacidad de innovación continua, y es su socio y proveedor de confianza.

Ánodo de rutenio MMO

Utilizando titanio (Ti) como sustrato, se recubre el recubrimiento activo de óxido de rutenio (Ru). El ánodo MMO a base de rutenio posee una excelente actividad catalítica para la reacción de desprendimiento de cloro, lo que lo convierte en uno de los ánodos preferidos en la industria cloroalcalina.

Ánodo de iridio MMO

Se utiliza un sustrato de titanio, y el recubrimiento activo contiene principalmente IrO₂. El ánodo MMO a base de iridio presenta un excelente rendimiento en la reacción de desprendimiento de oxígeno, con bajo sobrepotencial de desprendimiento de oxígeno y buena estabilidad.

Ánodo MMO de platino

El sustrato de titanio está recubierto con un recubrimiento que contiene platino (Pt) o una aleación de platino (como la aleación Pt-Ir). Presenta un excelente rendimiento catalítico para la evolución de hidrógeno y oxígeno, la oxidación de pequeñas moléculas orgánicas, etc.

Ánodo MMO de cloro-álcali

Ánodo MMO de cloro-álcali

El ánodo MMO para la industria cloroalcalina debe tener una alta actividad catalítica de desprendimiento de cloro, bajo sobrepotencial, buena estabilidad y larga vida útil. Generalmente, se trata de un recubrimiento compuesto de rutenio o rutenio-iridio para lograr la precipitación de cloro gaseoso con bajo consumo energético.

Tratamiento de aguas residuales MMO

El ánodo de MMO para el tratamiento de aguas residuales debe tener un buen rendimiento de oxidación electrocatalítica. El ánodo de MMO compuesto de iridio-rutenio puede lograr una tasa de eliminación de color de las aguas residuales superior al 95 % y una tasa de eliminación de DQO superior al 80 %.

MMO anticorrosivo de metal

MMO anticorrosivo de metal

El ánodo MMO para la anticorrosión de metales se utiliza principalmente en sistemas de protección catódica con ánodos de sacrificio y de corriente impresa, con una corriente de salida estable, alta tensión de accionamiento y buena resistencia a la corrosión. Se suelen utilizar recubrimientos compuestos de rutenio o de rutenio-titanio.

Ánodo de placa MMO

Ánodo de placa MMO

El ánodo de placa MMO es una estructura de placa plana con metal (como titanio, tantalio) como sustrato y recubierto con óxido de metal (como RuO₂, IrO₂), que proporciona una gran área de superficie efectiva, adecuada para escenas que requieren una densidad de corriente uniforme (como celdas electrolíticas, electrodeposición de metales).

Ánodo tubular de MMO

El ánodo tubular MMO es una estructura cilíndrica formada mediante la aplicación de una capa de óxido metálico sobre la superficie de un tubo metálico (como un tubo de titanio). Su estructura simétrica permite que la corriente se distribuya uniformemente en todas direcciones, lo cual resulta ideal para entornos que requieren un campo de corriente tridimensional.

Ánodo de malla MMO

El ánodo de malla MMO es una estructura de malla formada mediante el tejido o corte láser de alambres metálicos y recubiertos con óxidos metálicos. Esta estructura de malla reduce significativamente el peso y proporciona más sitios activos, lo cual resulta ideal para entornos que requieren una transferencia de masa eficiente (como la degradación electrocatalítica de contaminantes).

¿Cómo funcionan los ánodos de óxido metálico mixto?

La razón por la cual MMO El ánodo MMO ha demostrado un excelente rendimiento en diversos campos gracias a su principio de funcionamiento único. Utiliza metales como el titanio y el tántalo como sustrato, y el recubrimiento de óxidos metálicos mixtos que recubre su superficie, como RuO₂, IrO₂, etc., constituye la capa funcional principal del ánodo MMO. Estos óxidos metálicos pueden catalizar selectivamente reacciones redox específicas.

Electrólisis

Durante el proceso de electrólisis, el ánodo de MMO actúa como un ánodo inerte y no participa en su propio consumo. En cambio, cataliza la reacción de oxidación de aniones (como Cl⁻, OH⁻) en el electrolito a través del recubrimiento.

(Para la industria cloro-álcali)

(para descomposición de agua o tratamiento de aguas residuales)

Electrólisis

Sistema de protección catódica

El ánodo MMO es el componente principal del sistema de protección catódica por corriente impresa (ICCP). El ánodo conduce la corriente hacia el electrolito (suelo, agua de mar o fluido intersticial del hormigón), convirtiendo el metal protegido (como una tubería) en el cátodo. La corriente liberada por el ánodo neutraliza las microbaterías de corrosión en la superficie metálica e inhibe la oxidación del metal (Fe → Fe²⁺ + 2e⁻). En comparación con los ánodos de sacrificio de aleación de magnesio, el ánodo MMO tiene una vida útil de 3 a 5 veces mayor y una corriente de salida ajustable, lo que lo hace ideal para proyectos lineales de larga distancia (como oleoductos interregionales).

Ventajas de los ánodos de óxido metálico mixto (MMO)

El ánodo MMO ha demostrado un excelente rendimiento en muchos campos electroquímicos debido a sus numerosas ventajas, como alta actividad electrocatalítica, excelente resistencia a la corrosión, larga vida útil, bajo sobrepotencial y buena estabilidad.

El ánodo de MMO es clave para mejorar la actividad electrocatalítica. Si tomamos como ejemplo la reacción de desprendimiento de cloro en la industria cloroalcalina, el sobrepotencial de desprendimiento de cloro es entre 0.3 y 0.5 V menor que el del ánodo de grafito.

El ánodo MMO está basado en titanio, tántalo y otros sustratos, y presenta una alta resistencia a la corrosión. El recubrimiento de óxido metálico mixto que recubre su superficie resiste eficazmente la erosión de Cl⁻, O₂ y otros sustratos.

La alta actividad electrocatalítica y la excelente resistencia a la corrosión se combinan para proporcionar al ánodo MMO una larga vida útil. La vida útil del ánodo MMO en el campo de la protección catódica puede alcanzar de 15 a 25 años (el ánodo de sacrificio, de 3 a 5 años).

El sobrepotencial está directamente relacionado con el consumo energético y la eficiencia de las reacciones electroquímicas. En la reacción de desprendimiento de oxígeno de la electrólisis del agua para producir hidrógeno, el sobrepotencial de desprendimiento de oxígeno del ánodo de MMO se reduce entre 0.2 y 0.3 V en comparación con el ánodo de níquel.

El ánodo de MMO mantiene una buena estabilidad en diversas condiciones de trabajo. Su recubrimiento puede funcionar continuamente a temperaturas superiores a 100 °C. En electrolitos con diferentes valores de pH, la película de pasivación se autoajusta para mantener la protección del sustrato.

El diseño estructural del ánodo MMO permite una distribución uniforme de la corriente durante su funcionamiento. Esta distribución uniforme de la corriente mejora la eficiencia de la reacción, garantiza una calidad uniforme del producto y evita el sobrecalentamiento o la sobrecorrosión local.

Ánodo MMO vs. Ánodo de grafito

El ánodo de MMO es significativamente superior a los otros dos en términos de actividad electrocatalítica, resistencia a la corrosión y vida útil, y es adecuado para entornos industriales de alta demanda, aunque su costo inicial es relativamente alto. El ánodo de grafito tiene un bajo costo, pero un rendimiento deficiente, y solo es adecuado para aplicaciones de baja demanda o de corta duración. El ánodo a base de níquel es estable en entornos alcalinos y presenta una alta eficiencia de desprendimiento de hidrógeno, pero presenta desventajas obvias en el consumo de energía y la vida útil de desprendimiento de oxígeno.

Comparación Ánodo MMOÁnodo de grafitoÁnodo a base de níquel
Composición del materialSustrato de titanio/tántalo + recubrimientos de óxido metálico mixto (como RuO₂, IrO₂)Grafito (material de carbono)Níquel o aleaciones a base de níquel (como Ni, Ni – Fe, Ni – Mo)
Actividad electrocatalíticaExtremadamente alta. Los sitios activos a escala nanométrica reducen la energía de activación de las reacciones. El sobrepotencial para la evolución del cloro es entre 0.3 y 0.5 V menor que el del grafito.Relativamente bajo. Depende de la conductividad eléctrica del propio grafito, y el sobrepotencial es relativamente alto.Moderado. El sobrepotencial para la evolución del oxígeno es entre 0.2 y 0.3 V mayor que el del MMO, y el sobrepotencial para la evolución del hidrógeno es de aproximadamente 0.1 a 0.3 V.
Sobrepotencial (V)Evolución de cloro: aproximadamente 1.2 – 1.5 V; evolución de oxígeno: aproximadamente 1.6 – 1.8 VEvolución de cloro: 1.5 – 2.0 V; Evolución de oxígeno: 2.0 – 2.5 VEvolución de oxígeno: 1.8 – 2.1 V; evolución de hidrógeno: aproximadamente 0.1 – 0.3 V
Resistencia a la CorrosiónExcelente. La película de pasivación resiste la erosión de Cl⁻ y O₂, y puede operar de forma estable en entornos fuertemente ácidos/oxidantes.Pobre. Se corroe fácilmente por el Cl⁻ y se consume rápidamente en electrolitos ácidos.Moderado. Presenta mayor resistencia a la corrosión en ambientes alcalinos, pero es propenso a la pasivación o corrosión en soluciones ácidas o que contienen Cl⁻.
Tiempo de vida15 – 25 años (protección catódica) / 5 – 10 años (industria cloro-álcali)0.5 – 2 años (se requiere reemplazo frecuente)5 – 8 años (escenarios de evolución de oxígeno) / 10 – 15 años (escenarios de evolución de hidrógeno)
Densidad de corriente (A/m²)Puede soportar alta densidad de corriente (5000 – 10000 A/m²)Baja densidad de corriente (normalmente < 2000 A/m²)Densidad de corriente moderada (3000 – 6000 A/m²)
Consumo de energíaBajo. El bajo sobrepotencial reduce el consumo de energía, ahorrando entre un 20 % y un 30 % en comparación con el grafito.Alto. El alto sobrepotencial suele conllevar un alto consumo de energía.Moderado. El consumo de energía para la evolución del oxígeno es relativamente alto, mientras que el de la evolución del hidrógeno es relativamente bajo.
Pureza del productoAlta pureza de cloro (> 99%), sin contaminación por polvo de carbónEl cloro contiene impurezas de polvo de carbono, con una pureza relativamente baja (alrededor del 95% – 98%).La evolución del oxígeno es de alta pureza (> 99.5 %), y la evolución del hidrógeno contiene una pequeña cantidad de iones de níquel.
Requisitos de mantenimientoBajo. El recubrimiento tiene fuertes propiedades autocurativas, por lo que una inspección regular es suficiente.Alto. Requiere reemplazo frecuente y es propenso a fracturarse o pelarse.Moderado. Es necesario evitar la disolución de Ni²⁺ en soluciones alcalinas.
CostoAlto costo inicial (proceso de recubrimiento complejo), bajo costo integral a largo plazo (bajo consumo de energía + larga vida útil)Bajo costo inicial, pero alto costo de mantenimiento/reemplazoCosto inicial moderado, costo de ciclo de vida equilibrado
Escenarios de aplicaciónIndustria cloro-alcalina, tratamiento de aguas residuales, protección catódica, galvanoplastia, síntesis electrocatalíticaElectrólisis de aluminio, electrólisis de bajo requerimiento (como en laboratorios)Electrólisis del agua para la producción de hidrógeno (desprendimiento de oxígeno), electrolizadores alcalinos, galvanoplastia de níquel.
Impacto ambientalSin contaminación por metales pesados, respetuoso con el medio ambiente.Genera contaminación por CO₂ y polvo de carbono.Los recursos de níquel son limitados y los ánodos desechados deben reciclarse y procesarse.
Flexibilidad estructuralSe puede fabricar en varias formas, como en forma de placa, tubular y de malla, para adaptarse a escenarios complejos.Relativamente frágil, con una sola estructura. 

Ánodos MMO vs. Ánodos DSA

En el ámbito electroquímico, especialmente en la fabricación de cloro-álcali y el tratamiento de aguas residuales, los términos MMO (óxido metálico mixto) y DSA (ánodo dimensionalmente estable) son frecuentes. Si bien ambos tienen aplicaciones comunes, también presentan diferencias. Cabe destacar que todos los ánodos de MMO se consideran DSA debido a su integridad estructural durante el proceso de electrólisis. Sin embargo, el DSA abarca una categoría más amplia y no se limita a los recubrimientos de MMO.

Comparación Ánodo MMOÁnodo DSA
DefiniciónÁnodo de óxido metálico mixto. Es un electrodo metálico con titanio puro industrial como sustrato y recubierto con una fina película de metales preciosos y otros óxidos metálicos.Ánodo dimensionalmente estable. Utiliza titanio como sustrato y presenta una capa fina y uniforme de óxidos metálicos mixtos (MMO) en su superficie.
EsenciaAmbos pertenecen a electrodos recubiertos de óxido metálico a base de titanio. El MMO destaca las características de los óxidos metálicos mixtos.DSA enfatiza la característica de estabilidad dimensional.
Composición de recubrimientoGeneralmente contiene óxidos de metales preciosos como RuO₂ e IrO₂, y también puede tener componentes auxiliares como TiO₂ y Ta₂O₅.Similar al MMO, con óxidos de metales del grupo del platino como principales componentes activos, como los óxidos de rutenio e iridio. La proporción se puede ajustar según las aplicaciones.No se limita a recubrimientos MMO.
Actividad electrocatalíticaAlto. Los sitios activos a nanoescala y las estructuras cristalinas especiales reducen eficazmente la energía de activación de las reacciones y promueven las reacciones electroquímicas. El sobrepotencial para la evolución del cloro es entre 0.3 y 0.5 V menor que el del grafito.Alto. Puede reducir significativamente el sobrepotencial de reacción y aumentar la velocidad de reacción. Por ejemplo, puede reducir el voltaje de trabajo en más de 1 voltio en el proceso cloro-álcali.
Resistencia a la CorrosiónExcelente. La densa película de pasivación formada en el electrolito resiste la erosión de Cl⁻, O₂, etc., y es adecuada para entornos hostiles, como ácidos y álcalis fuertes, y condiciones con alto contenido de sal.Bien. Se puede formar una capa protectora de óxido sobre la superficie del sustrato de titanio, con propiedades autocurativas, para mantener el rendimiento del electrodo en entornos complejos.
Tiempo de vidaLarga vida útil. Puede alcanzar de 15 a 25 años (protección catódica) y de 5 a 10 años (industria cloroalcalina), dependiendo de las condiciones de trabajo y la calidad del recubrimiento.Largo. Mantiene un funcionamiento estable durante muchos años, lo que prolonga considerablemente su vida útil en comparación con los ánodos de carbono tradicionales y reduce la frecuencia de reemplazo.
Densidad actualPuede soportar una densidad de corriente relativamente alta, que generalmente alcanza entre 5000 y 10000 A/m², y algunos diseños especiales pueden ser incluso superiores.Puede adaptarse a diferentes requisitos de densidad de corriente y satisfacer las necesidades de diversas reacciones electroquímicas y electrólisis industriales.
Tensión de funcionamientoBajo. El bajo sobrepotencial permite que las reacciones electroquímicas se produzcan a un voltaje más bajo, lo que reduce el consumo de energía.Bajo. Reduce el voltaje de operación en el proceso electroquímico y mejora la eficiencia del uso de energía.
Los campos de aplicaciónAmpliamente utilizado en la industria cloro-álcali, tratamiento de aguas residuales, protección catódica, galvanoplastia, síntesis electrocatalítica y otros campos.Se utiliza principalmente en procesos de cloro-álcali, la industria de fabricación de productos electrónicos (como electrodeposición de láminas de cobre, PCB, baterías de iones de litio), electrodeposición (cobre, níquel, cobalto), tratamiento de superficies, galvanoplastia, protección catódica/prevención de la corrosión (instalaciones tradicionales, de hormigón y de agua de mar), y campos de tratamiento de agua, etc.
Costo de manufacturaRelativamente alto. El proceso de preparación es complejo e implica el procesamiento del titanio y la aplicación de un recubrimiento de alta precisión, y se utilizan metales preciosos.Relativamente alto. El procesamiento de la base de titanio y los requisitos del proceso para el recubrimiento de óxido metálico mixto son elevados. El costo proviene principalmente de las materias primas y la tecnología de preparación.
LigeroLigero. Al utilizar titanio como sustrato, es significativamente más ligero que los ánodos metálicos tradicionales, lo que facilita su instalación y operación.Ligereza. Las características del material a base de titanio determinan su ventaja en peso, lo cual es evidente en equipos de gran tamaño.
Requisitos de mantenimientoRelativamente bajo. El recubrimiento tiene cierta capacidad de autocuración, por lo que una inspección regular es suficiente. Deben evitarse situaciones anormales como rayones, cortocircuitos y sobrecalentamiento.Relativamente bajo. La estructura es estable y el mantenimiento es mínimo en condiciones normales de funcionamiento. Se debe prestar atención al impacto del entorno operativo en los electrodos.
Impacto ambientalSin contaminación por metales pesados, respetuoso con el medio ambiente. Algunos metales preciosos pueden reciclarse tras su desguace.Sin contaminación por metales pesados, respetuoso con el medio ambiente. El reciclaje y el tratamiento adecuados pueden reducir el desperdicio de recursos.
Formas estructuralesVarias formas, como en forma de placa, tubular, en forma de malla y en forma de tira, que se pueden personalizar según diferentes escenarios de aplicación y requisitos.Diversidad. Se puede fabricar en diversas formas y tamaños para satisfacer las necesidades de diferentes equipos y procesos industriales.

Fabricación de ánodos MMO

La descomposición térmica es uno de los métodos más clásicos para la preparación de ánodos de MMO. El principio consiste en aplicar una solución con sales metálicas (como cloruros, alcóxidos, etc.) sobre la superficie de titanio, descomponer las sales metálicas mediante calor y, finalmente, formar una capa de óxido metálico sobre el sustrato.

El proceso específico es el siguiente: Primero, la sal metálica seleccionada se disuelve en un disolvente orgánico adecuado (como etanol, acetona, etc.) para formar una solución uniforme; luego, la solución se aplica a la superficie del sustrato de titanio pretratado (como pulido, grabado ácido, etc.) mediante inmersión, pulverización o cepillado; después, la muestra recubierta se seca a baja temperatura para eliminar el disolvente; finalmente, la muestra seca se coloca en un horno de alta temperatura, cuya temperatura de descomposición térmica suele estar entre 400 y 600 °C. La sal metálica se descompone gradualmente en óxidos metálicos y reacciona químicamente con la superficie del sustrato de titanio para formar una unión fuerte.

Descomposición térmica

El ánodo de MMO preparado por descomposición térmica ofrece las ventajas de un proceso sencillo, bajo coste y fácil producción a gran escala. El recubrimiento del ánodo preparado presenta una buena adhesión al sustrato, lo que garantiza en cierta medida su estabilidad en el proceso electroquímico. El ánodo de MMO preparado mediante este método se ha utilizado ampliamente en la industria cloroalcalina, el tratamiento general de aguas residuales y otros campos con requisitos relativamente convencionales de rendimiento anódico.

Aplicación del ánodo MMO

El ánodo MMO se ha utilizado ampliamente en muchos campos, como la industria cloroalcalina, el tratamiento de aguas residuales, la protección catódica, la galvanoplastia, etc., debido a sus muchas ventajas, como alta actividad electrocatalítica, excelente resistencia a la corrosión, larga vida útil, bajo sobrepotencial y buena estabilidad, y ha logrado importantes beneficios económicos y ambientales.

Industria cloroalcalina

En la industria cloroalcalina, el cloro (Cl₂), el hidrógeno (H₂) y el hidróxido de sodio (NaOH) se producen principalmente mediante la electrolisis de agua salada (solución de NaCl). El ánodo MMO cataliza la oxidación de los iones cloruro en este proceso. Su alta actividad electrocatalítica permite que la reacción de evolución del cloro se lleve a cabo de manera eficiente, mientras que el bajo sobrepotencial reduce el consumo de energía. En comparación con los ánodos de grafito tradicionales, las características de bajo sobrepotencial del ánodo MMO pueden reducir el consumo de energía del proceso de electrólisis entre un 15% y un 20%. El ánodo MMO no participa en reacciones químicas ni introduce impurezas, por lo que la pureza del cloro puede alcanzar más del 99.5%. En el entorno altamente ácido y oxidante de la industria cloroalcalina, la excelente resistencia a la corrosión del ánodo MMO le permite tener una vida útil de 15 a 20 años, reduciendo considerablemente el número de reemplazos de ánodos y el tiempo de inactividad, y mejorando la eficiencia de la producción.

Ánodo de platino y titanio para cloro-álcali

Tratamiento de Aguas Residuales

El ánodo MMO se utiliza principalmente en procesos como la oxidación electrocatalítica y la electrofloculación en el tratamiento de aguas residuales. Su alta actividad electrocatalítica promueve la oxidación de contaminantes orgánicos presentes en el agua sobre su superficie, descomponiéndolos en sustancias inocuas como el dióxido de carbono y el agua. En el caso de contaminantes orgánicos difíciles de degradar, como las aguas residuales de impresión y teñido, y las aguas residuales farmacéuticas, la oxidación electrocatalítica del ánodo MMO puede eliminar eficazmente la demanda química de oxígeno (DQO) y el color, además de mejorar su biodegradabilidad. Diversos estudios han demostrado que, al tratar aguas residuales de impresión y teñido, la tasa de eliminación de DQO puede superar el 70 % al utilizar ánodos MMO para el tratamiento de oxidación electrocatalítica.

Tratamiento de Aguas Residuales

Protección catódica

La protección catódica consiste en inhibir la corrosión del metal mediante la aplicación de corriente catódica a la estructura metálica protegida para reducir su potencial por debajo del potencial de corrosión. El ánodo de MMO actúa como ánodo auxiliar en el sistema de protección catódica para proporcionar una salida de corriente estable. El ánodo de MMO puede ajustar con precisión la corriente de salida para satisfacer las necesidades de protección catódica de estructuras metálicas de diferentes tamaños y formas. En entornos hostiles como el suelo y el agua de mar, el ánodo de MMO no requiere reemplazo frecuente, lo que mejora considerablemente la confiabilidad y la eficacia del sistema de protección catódica. El ánodo de MMO en sí no contiene sustancias nocivas y no contamina el medio ambiente durante su funcionamiento.

Principios básicos de la protección catódica

galvanoplastia

Durante el proceso de galvanoplastia, el ánodo MMO disuelve de forma estable los iones metálicos en la solución, proporcionando una fuente continua de metal. Su buena conductividad y actividad electrocatalítica garantizan una distribución uniforme de la densidad de corriente. El ánodo MMO proporciona una densidad de corriente estable, uniformizando el espesor de la capa galvanizada y alisando la superficie, reduciendo así los defectos de galvanoplastia causados ​​por fluctuaciones de corriente, como poros y picaduras. En procesos de cobreado, niquelado, cromado y otros, el uso de ánodos MMO mejora la calidad y el rendimiento del recubrimiento, así como la adhesión entre este y el sustrato.

Galvanoplastia de titanio

Con el continuo avance de la ciencia y la tecnología, los ánodos MMO han mostrado amplias perspectivas de desarrollo en la investigación y el desarrollo de nuevos materiales de recubrimiento, la optimización estructural y la innovación, la inteligencia y la multifuncionalidad, la expansión de nuevas áreas de aplicación, la integración con otras tecnologías y el desarrollo verde y sostenible. En el futuro, los ánodos MMO seguirán adaptándose a las necesidades de diferentes campos, mejorando continuamente su rendimiento, brindando un sólido apoyo para la solución de problemas clave en los campos de la energía, el medio ambiente y la producción industrial, entre otros, e impulsando el progreso tecnológico y el desarrollo sostenible en las industrias relacionadas.

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