Ánodos de titanio MMO personalizados

Ánodo de titanio MMOEl ánodo dimensionalmente estable (DSA), también conocido como ánodo dimensionalmente estable (DSA), se basa en un sustrato de titanio puro (TA1/TA2). Mediante tecnología de precisión, se aplica a la superficie una capa catalítica de óxidos metálicos, como rutenio, iridio, tántalo y platino. Esto crea una combinación perfecta entre la resistencia a la corrosión del sustrato de titanio y la alta actividad catalítica del recubrimiento de óxido.

En comparación con los ánodos tradicionales de grafito y plomo, los ánodos de titanio MMO logran varias mejoras de rendimiento: su vida útil puede alcanzar años o incluso décadas, más de 10 veces la de los ánodos de grafito. Además, mejoran la eficiencia energética general de los sistemas de electrólisis entre un 15 % y un 25 %. Eliminan por completo el problema de la contaminación del electrolito causada por la disolución de los ánodos convencionales. Desde electrolizadores de membrana de intercambio iónico en el... cloro-álcali industria a protección catódica Los ánodos de titanio MMO se han convertido en un componente central indispensable en la electroquímica industrial moderna, desde los sistemas de ingeniería marina y el tratamiento avanzado de aguas residuales de impresión y teñido hasta la galvanoplastia de precisión.

Fabricación de ánodos de titanio MMO

La fabricación a medida de ánodos de titanio MMO implica un enfoque multidisciplinario que abarca tres pasos fundamentales: preparación del sustrato, desarrollo de la formulación del recubrimiento y recubrimiento. La precisión de cada paso determina directamente el rendimiento final del electrodo.

(I) Selección del sustrato de titanio

La calidad del sustrato de titanio (placa, malla, alambre o tubo) es esencial para garantizar la adhesión del recubrimiento y la vida útil del electrodo.
Se prefiere titanio de grado Gr1/Gr2 con un contenido de titanio ≥99.7 %. Para aplicaciones de alta densidad de corriente, se requiere titanio con una resistencia a la tracción ≥345 MPa.

(II) Formación

El sustrato de titanio se moldea en una forma consistente con el diseño mediante mecanizado CNC, corte por láser, corte por chorro de agua y otras técnicas.

(III) Limpieza del sustrato de titanio

Se utiliza un proceso de tratamiento de tres etapas: desengrasado alcalino, eliminación de óxido con ácido y limpieza con agua pura para eliminar la grasa, las incrustaciones y los contaminantes de la superficie. La limpieza personalizada requiere una concentración controlada de ácido (una mezcla de ácido fluorhídrico y ácido nítrico en una proporción de 1:3-1:5) y un tiempo de tratamiento de 3 a 10 minutos.

(IV) Activación y rugosidad

El grabado electroquímico o el arenado crean una superficie microscópicamente rugosa para aumentar el área de contacto del recubrimiento. Para los ánodos de malla, se aplica arena con granalla de alúmina a una presión de 0.3-0.5 MPa para lograr una rugosidad superficial Ra de 1.5-3.0 μm. Para los ánodos de varilla de precisión, se utiliza el grabado electroquímico para crear una estructura microporosa uniforme, lo que garantiza una adhesión uniforme del recubrimiento.

(V) Formulación de recubrimiento personalizada

El recubrimiento es la función principal del ánodo de titanio MMO. Las formulaciones personalizadas deben diseñarse con precisión en función del objetivo de electrólisis (desprendimiento de cloro, desprendimiento de oxígeno, catálisis especializada) y el entorno del medio.

Formulación del sistema de evolución del cloroPara aplicaciones como la industria cloroalcalina y la cloración de agua de mar, se utiliza un sistema de recubrimiento compuesto de RuO₂-IrO₂-TiO₂. El sobrepotencial de evolución de cloro se puede controlar a ≤1.36 V (en comparación con SHE) y soporta altas concentraciones de cloro superiores a 300 g/L. Ajustando la relación molar de Ru a Ir (normalmente 3:1-4:1), se logra un equilibrio entre la actividad catalítica y la estabilidad del recubrimiento.

Formulaciones del sistema de evolución de oxígeno: Para aplicaciones como la hidrometalurgia y la electrólisis del agua, hemos desarrollado recubrimientos de óxido mixto IrO₂-Ta₂O₅, que reducen el sobrepotencial de desprendimiento de oxígeno en más de un 30 % y alcanzan eficiencias de corriente superiores al 90 %. En medios ácidos, el contenido de Ta₂O₅ debe incrementarse al 40 %-50 % para mejorar la resistencia del recubrimiento a la corrosión ácida.

Formulaciones funcionales especialesCon el objetivo de un tratamiento de aguas residuales respetuoso con el medio ambiente, hemos adoptado recubrimientos dopados con PbO₂-MnO₂ para mejorar la generación de radicales hidroxilo y la eliminación de materia orgánica recalcitrante. Para aplicaciones de galvanoplastia de alta precisión, hemos seleccionado recubrimientos modificados con metales del grupo del platino para garantizar una uniformidad de espesor del recubrimiento con una precisión de ±3 %.

(VI) Recubrimiento y sinterización

El recubrimiento afecta directamente su uniformidad y adhesión. La fabricación a medida requiere un proceso de control de varias etapas:
Método de recubrimiento: Los electrodos planos se recubren mediante inmersión, con una tolerancia de espesor de recubrimiento de ±0.5 μm. Los electrodos de malla se pulverizan, asegurando una cobertura uniforme dentro de los poros mediante el ajuste de la distancia de la pistola (15-20 cm) y la velocidad de movimiento (5-8 cm/s). La deposición electroforética se utiliza para electrodos de formas complejas a fin de lograr un recubrimiento uniforme.

Control de sinterización multicapaSe utiliza un ciclo de recubrimiento-secado-sinterización, donde cada capa se sinteriza a una temperatura de 450-550 °C y un tiempo de mantenimiento de 10-15 minutos. El espesor total del recubrimiento puede ajustarse a 5-20 μm. La atmósfera de sinterización debe ser oxidante para evitar la reducción de óxidos metálicos en el recubrimiento, lo cual podría afectar el rendimiento catalítico.

Inspeccion de calidad:La fabricación personalizada requiere procedimientos de control de calidad adicionales, que incluyen pruebas de adhesión del revestimiento (prueba de trama cruzada ≥ 5B), pruebas de espesor del revestimiento (medición de múltiples puntos con un medidor de espesor de corriente de Foucault) y pruebas de rendimiento electroquímico (determinación de sobrepotencial mediante voltamperometría de barrido lineal) para garantizar que cada lote de productos cumpla con los requisitos personalizados.

Tipos de personalización de ánodos de titanio MMO

Dependiendo de la morfología estructural, el sistema de recubrimiento y el escenario de aplicación, los ánodos de titanio MMO se pueden personalizar en los siguientes cuatro tipos:

Ánodos de malla

Estos ánodos, que utilizan un tejido poroso, pueden tener una porosidad personalizable del 60 % al 80 %. Su área superficial es de 3 a 5 veces mayor que la de los electrodos planos, lo que los hace ideales para aplicaciones de electrólisis que requieren una transferencia de masa eficiente. Las especificaciones típicas incluyen un tamaño de malla de 0.5 a 5 mm y un diámetro de alambre de titanio de 0.3 a 2.0 mm. Se pueden realizar cortes personalizados para adaptarlos al tamaño de la celda electrolítica. Se utilizan ampliamente en la industria cloroalcalina y en el tratamiento de aguas residuales por galvanoplastia.

Ánodos de varilla

La base es una varilla sólida de titanio con un diámetro de 3.2-25 mm y longitudes personalizables de hasta 1220 mm o más. El recubrimiento es principalmente un sistema IrO₂-Ta₂O₅. En entornos marinos, un ánodo de varilla de 12.7 mm de diámetro puede alcanzar una corriente de salida nominal de hasta 19.4 A/m y una vida útil de hasta 20 años, lo que lo hace especialmente adecuado para la protección catódica de cimentaciones de aerogeneradores marinos.

Ánodos de tira

Los anchos varían de 6.35 a 25 mm, los espesores de 0.635 a 1.2 mm y las longitudes se pueden personalizar hasta 1000 m. La superficie está grabada con ranuras micrométricas de 0.1 a 0.3 mm de profundidad, lo que triplica la superficie específica. Las versiones personalizadas con núcleos conductores compuestos integrados ofrecen una conductividad hasta tres veces superior a la del titanio puro, lo que las hace ideales para la protección catódica de fondos de tanques y tuberías de larga distancia.

Ánodos de forma especial

Estos ánodos, personalizables para adaptarse a las estructuras de los equipos, pueden diseñarse en diversas formas, como tubulares, de placa y curvas, mediante modelado 3D para garantizar un ajuste perfecto. Para aplicaciones como la protección de tanques de almacenamiento de GNL e interiores de reactores, estos ánodos de forma especial ofrecen una protección de 360°.

Ánodos de rutenio

Utilizando RuO₂ como ingrediente activo principal y aditivos como IrO₂ y TiO₂, estos ánodos ofrecen un rendimiento superior en la evolución del cloro, alcanzando una pureza de hasta el 99.98 %. Están diseñados específicamente para la industria cloroalcalina.

Ánodos de iridio

Utilizando IrO₂ como ingrediente activo principal y Ta₂O₅ para una mayor estabilidad y un bajo sobrepotencial de evolución de oxígeno, estos ánodos son adecuados para aplicaciones como la electrólisis de sulfatos y la protección catódica de agua dulce. Su tasa de pérdida de recubrimiento es de tan solo 1-6 mg/A·a.

Ánodos de platino

El recubrimiento de platino tiene una actividad catalítica mejorada, lo que lo hace adecuado para aplicaciones personalizadas de alta gama, como el enchapado en oro de equipos electrónicos de precisión y la limpieza de semiconductores, aumentando la tasa de rendimiento en un 80%.