Fabricantes y proveedores de ánodos de titanio y rutenio-iridio en China
Wstitanium ha alcanzado logros notables en el campo de los ánodos de titanio con recubrimiento de rutenio-iridio. Estos ánodos presentan bajo sobrepotencial, alta actividad catalítica y buena conductividad, y se utilizan ampliamente en la industria cloroalcalina, el tratamiento de aguas residuales, la hidrometalurgia y otros campos.
- Alto contenido de iridio
- Contenido medio de iridio
- Bajo contenido de iridio
- Placa, malla, tubo, personalizado
- Para galvanoplastia
- Para el tratamiento de aguas residuales
- Para la electrólisis del agua
- Para la industria cloroalcalina
Fábrica de ánodos de titanio y rutenio-iridio - Wstitanium
Los ánodos de titanio recubiertos de rutenio-iridio se componen principalmente de rutenio (Ru), iridio (Ir) y titanio (Ti), y aprovechan la eficiencia catalítica del rutenio y la excelente capacidad antioxidante del iridio. El recubrimiento suele contener 8 gramos de rutenio y 2 gramos de iridio por metro cuadrado, con un espesor aproximado de 8 micras. Presenta buena actividad electrocatalítica y resistencia a la corrosión, y un excelente rendimiento en diversos entornos electrolíticos. Reduce eficazmente el sobrepotencial de las reacciones de desprendimiento de oxígeno y cloro, y se utiliza ampliamente en la industria cloroalcalina, la producción de cloro electrolítico, la desinfección y otros campos.
Ánodo de cloro
Se utiliza en entornos con alto contenido de iones cloruro en el electrolito, como entornos de ácido clorhídrico, electrólisis de agua de mar, electrólisis de agua salada, etc., y precipita principalmente el cloro.
Ánodo de oxígeno
Se utiliza en entornos donde el electrolito es ácido sulfúrico. En el proceso de electrólisis, se libera principalmente oxígeno. Presenta buena actividad electrocatalítica y estabilidad en la reacción de desprendimiento de oxígeno.
Es plano y tiene una gran superficie, lo que permite más sitios de reacción. Es adecuado para ocasiones que requieren electrodos de gran superficie para la reacción, como los ánodos en celdas electrolíticas grandes.
Se trata de una estructura tubular con una forma geométrica y unas características espaciales únicas. Se utiliza en algunos equipos de electrólisis específicos, como los reactores de electrólisis tubulares.
Tiene una estructura de malla. El tamaño y la forma de la malla se pueden diseñar según los requisitos de cada aplicación. Esta estructura facilita el flujo del electrolito.
Tiene forma de varilla, con una longitud y un diámetro determinados. Es adecuado para situaciones en las que es necesario penetrar profundamente en el electrolito para la reacción, como en pequeños dispositivos experimentales de electrólisis.
Cable
Tiene forma de alambre, un diámetro pequeño y una gran superficie específica y presenta ventajas en algunas aplicaciones especiales que requieren electrodos de gran tamaño y área de superficie específica.
Para síntesis orgánica
Se utiliza en reacciones como la electrooxidación y la electrorreducción de algunos compuestos orgánicos. Ajustando los parámetros de recubrimiento, se puede lograr una catálisis eficaz de las reacciones de síntesis orgánica.
Para galvanoplastia
Como ánodo, proporciona una reacción de oxidación de los iones metálicos, garantiza el progreso suave del proceso de galvanoplastia y ayuda a mejorar la calidad y la eficiencia de la galvanoplastia.
Servicios de fabricación personalizada de ánodos de rutenio, iridio y titanio
Wstitanium cuenta con un equipo de expertos, ingenieros y técnicos en el campo de la electroquímica. Los miembros del equipo poseen amplios conocimientos teóricos y experiencia práctica, y están capacitados para explorar e innovar continuamente para desarrollar tecnologías más avanzadas de ánodos de titanio con recubrimiento de rutenio-iridio. Ofrecen diversas especificaciones de producto según las diferentes necesidades, ya sea la forma y el tamaño del ánodo, el espesor del recubrimiento, la proporción de la composición, etc. La personalización de ánodos de titanio con recubrimiento de rutenio-iridio requiere una consideración exhaustiva de múltiples factores, desde las propiedades básicas del material hasta los requisitos específicos de cada aplicación y el control del proceso de fabricación.
Especificaciones del electrodo recubierto de rutenio e iridio
| Material | Titanio Gr1 como sustrato, MMO como recubrimiento | Densidad actual | <5,000A/㎡ |
| Tipos de recubrimiento | RuO2 + IRO2 + X | Tiempo de trabajo | 80 120-H |
| Dimensión y forma | Placa, malla, varilla o personalizada | Contenido de metales nobles | 8-13g / ㎡ |
| VOLTIOS | ＜ 24V | Espesor del recubrimiento | 8 ~ 15μm |
Determinación de la aplicación
Los requisitos de rendimiento para los ánodos de titanio recubiertos de rutenio-iridio varían según el escenario de aplicación. Por ejemplo, en la industria cloroalcalina, el ánodo debe funcionar durante un largo periodo en una solución de cloruro de sodio de alta concentración, lo que requiere una buena resistencia a la corrosión por iones cloruro y una alta evolución de cloro. En el campo del tratamiento de aguas residuales, el ánodo puede necesitar tratar diversos contaminantes orgánicos e inorgánicos complejos, lo que requiere un amplio rango de actividad electrocatalítica y cierta resistencia a la contaminación. En la industria de la galvanoplastia, la función principal del ánodo es proporcionar iones metálicos, lo que requiere propiedades electroquímicas estables y una velocidad de disolución adecuada.
Requisitos de desempeño
Determinar el rendimiento según la aplicación es un paso clave en la personalización. Los indicadores de rendimiento incluyen, entre otros, la densidad de corriente, el potencial del electrodo, el sobrepotencial de evolución de oxígeno, la resistencia a la corrosión, la vida útil, etc. Por ejemplo, para aplicaciones que requieren alta densidad de corriente, el ánodo debe tener buena conductividad y disipación de calor para evitar el sobrecalentamiento y la degradación del rendimiento. Para aplicaciones con requisitos estrictos de potencial del electrodo, la composición y el espesor del recubrimiento de rutenio-iridio deben controlarse con precisión para garantizar que el potencial del ánodo cumpla con los requisitos. Al determinar los indicadores de rendimiento, también es necesario considerar las condiciones de operación reales, como la influencia de factores como la temperatura, la presión y la concentración de electrolito en el rendimiento del ánodo.
Tamaño y forma
El tamaño y la forma del ánodo de titanio recubierto de rutenio-iridio también deben personalizarse según la aplicación específica. El tamaño del ánodo puede afectar su instalación y distribución en el equipo. La forma puede afectar la distribución de la corriente y la eficiencia electroquímica. Por ejemplo, en algunas celdas electrolíticas de gran tamaño, puede ser necesario personalizar ánodos planos de gran superficie; en algunos reactores especiales, puede ser necesario personalizar ánodos con formas especiales, como tiras, placas (formatos convencionales, expandidos, corrugados o perforados), láminas, cuadrados, alambres, varillas, discos, barras y tubos.
- Varillas: Personalizables desde 10mm a 50mm de diámetro.
- Alambres: Un rango de diámetro de 0.5 mm a 10 mm.
- Tubos: Disponibles desde 10mm hasta 200mm.
- Placas: Se ofrecen en espesores desde 0.5mm hasta 5mm.
- Mallas: Las opciones de espesor desde 0.5mm a 2.0mm.
Sustrato de titanio
La pureza y la calidad del sustrato de titanio influyen significativamente en el rendimiento del ánodo de titanio recubierto de rutenio-iridio. En general, se recomienda seleccionar titanio puro industrial (>99.5 %) o una aleación de titanio con mayor pureza como sustrato. El titanio puro industrial presenta buena resistencia a la corrosión y un excelente rendimiento de procesamiento, y es adecuado para la mayoría de las aplicaciones convencionales. Las aleaciones de titanio pueden mejorar su resistencia y resistencia a la corrosión añadiendo otros elementos (como aluminio, vanadio, etc.), lo que resulta adecuado para algunas aplicaciones especiales con altos requisitos de rendimiento del sustrato. Al seleccionar un sustrato de titanio, también se debe considerar la calidad de su superficie para garantizar que sea plana y sin defectos, lo que garantiza una adhesión uniforme del recubrimiento.
Recubrimiento de rutenio-iridio
Los materiales del recubrimiento de rutenio-iridio son principalmente compuestos de rutenio e iridio, como el óxido de rutenio (RuO₂) y el óxido de iridio (IrO₂). Al determinar la composición del recubrimiento de rutenio-iridio, es necesario optimizarla según los requisitos específicos de la aplicación. En general, la proporción de rutenio e iridio afecta la actividad electrocatalítica y la resistencia a la corrosión del recubrimiento. Un mayor contenido de iridio puede mejorar la resistencia a la corrosión del recubrimiento, pero puede reducir su actividad electrocatalítica; mientras que un mayor contenido de rutenio puede mejorar la actividad electrocatalítica, pero puede reducir la resistencia a la corrosión.
Materiales auxiliares
En el proceso de personalización de ánodos de titanio con recubrimiento de rutenio-iridio, también pueden requerirse materiales auxiliares como aglutinantes y aditivos catalíticos. Los aglutinantes se utilizan para mejorar la fuerza de adhesión entre el recubrimiento y el sustrato, garantizando así que este no se desprenda durante el uso. Los aditivos catalíticos pueden mejorar aún más la actividad electrocatalítica del recubrimiento y el rendimiento del ánodo. Al seleccionar los materiales auxiliares, es necesario considerar su compatibilidad con el sustrato de titanio y el recubrimiento de rutenio-iridio, así como su impacto en el rendimiento del ánodo.
Fabricación de ánodos de titanio recubiertos de rutenio-iridio
Antes de aplicar el recubrimiento de rutenio-iridio, el sustrato de titanio debe recibir un pretratamiento. El objetivo del pretratamiento es eliminar aceite, incrustaciones, impurezas, etc. de la superficie del sustrato de titanio, mejorar la limpieza y la rugosidad de la superficie, y aumentar la fuerza de adhesión entre el recubrimiento y el sustrato. Los métodos de pretratamiento más comunes incluyen el rectificado mecánico, la limpieza química y el pulido electroquímico. El rectificado mecánico puede eliminar partículas más grandes e incrustaciones de la superficie; la limpieza química puede eliminar aceite y algunas impurezas difíciles de eliminar mecánicamente; y el pulido electroquímico puede mejorar aún más la planitud y el acabado de la superficie.
Seleccionar sustrato de titanio
Seleccione materiales de titanio de alta pureza, como titanio puro industrial Gr1, Gr2 o aleaciones de titanio, para garantizar que tengan buena resistencia a la corrosión y conductividad.
Formado
De acuerdo con los requisitos de diseño, los materiales de titanio se procesan en la forma y el tamaño requeridos mediante corte, perforación, doblado y otras tecnologías.
Voladura de arena
Utilice aire comprimido para pulverizar partículas de arena sobre la superficie del sustrato de titanio para el pulido por impacto. La superficie forma picaduras uniformes, mejora la rugosidad y aumenta la adherencia del recubrimiento.
Nivelación / Recocido
Calentar y dar forma al material de titanio en un horno a aproximadamente 500 °C, mantenerlo caliente durante aproximadamente 2 horas, eliminar la tensión dentro del material y mejorar la estructura organizativa del material.
Decapado
Coloque el sustrato de titanio en una solución ácida mixta compuesta de ácido sulfúrico, ácido nítrico y ácido fluorhídrico para decaparlo para eliminar la capa de óxido, óxido y otras impurezas de la superficie.
Preparación de líquidos
Las sales solubles o compuestos de rutenio e iridio se utilizan como principales materias primas, como el tricloruro de rutenio (RuCl₃) y el tricloruro de iridio (IrCl₃). Se disuelven en el disolvente en una proporción determinada.
Estucado
Utilice una brocha o pistola pulverizadora para aplicar o rociar uniformemente la solución de recubrimiento preparada sobre la superficie del sustrato de titanio pretratado. El espesor y la uniformidad del recubrimiento deben controlarse durante la operación.
por Aspersión
El sustrato de titanio recubierto debe colocarse en un horno de alta temperatura para su sinterización. La temperatura de sinterización suele estar entre 450 y 550 °C, y el tiempo de sinterización es de 10 a 20 minutos.
Inspeccion de calidad
La composición y la estructura cristalina del recubrimiento se detectan mediante microscopía electrónica de barrido (SEM), análisis del espectro de energía (EDS), difracción de rayos X (XRD), etc.
Inspeccion de calidad
Wstitanium realiza rigurosas inspecciones de las materias primas para garantizar que las utilizadas, como los sustratos de titanio y las sales orgánicas de rutenio e iridio, cumplan con los estándares de calidad. Cada lote de materias primas debe someterse a análisis químicos, pruebas de rendimiento físico y otras inspecciones.
Monitoreo en tiempo real del pretratamiento del sustrato de titanio, la preparación del recubrimiento, el recubrimiento, el tratamiento térmico del recubrimiento y otros procesos para garantizar la estabilidad y la consistencia de la calidad. Simultáneamente, se realizan el mantenimiento y la calibración regulares del equipo para asegurar su correcto funcionamiento.
Se realiza una inspección de apariencia del ánodo de titanio recubierto de rutenio-iridio para verificar la uniformidad y la suavidad de la superficie del recubrimiento, así como la ausencia de defectos como grietas y desprendimientos. Se realizan diversas pruebas de rendimiento, incluyendo pruebas electroquímicas (como pruebas de sobrepotencial, pruebas de eficiencia de corriente, etc.), pruebas de resistencia a la corrosión (como pruebas de corrosión en diferentes soluciones electrolíticas, etc.), pruebas de espesor del recubrimiento, etc.
| Los productos de prueba | Condiciónes de la prueba | Calificación |
|---|---|---|
| Combinando poder | Cinta adhesiva 3M | No hay marcas negras en la cinta |
| Curva de 180° en eje redondo de Φ12 mm | Sin pelado en la curva | |
| Prueba de uniformidad | Espectrómetro de fluorescencia de rayos X | ≤15% |
| Espesor de revestimiento | Espectrómetro de fluorescencia de rayos X | 2-10μm |
| Potencial de cloración | 2000 A/m2, saturación de NaCl, 25 ± 2 ℃ | ≤1.08V |
| Tasa de polarización analítica del cloro | 200/2000A/m2, Saturation NaCl，25±2℃ | ≤ 35 mV |
| Vida útil mejorada | 40000A/m2,1mol/L H2SO4,40±2℃ | ≥45 h (Ir+Ru 8 g) |
| Gravedad intensiva | 20000A/m2,8mol/L NaOH,95±2℃,electrolysis 4h | ≤10 mg |
Aplicación del ánodo de titanio recubierto de rutenio e iridio
Como excelente material de electrodo, el ánodo de rutenio-iridio-titanio se usa ampliamente en muchos campos, como la industria cloroalcalina, el tratamiento de aguas residuales, la industria de galvanoplastia, la hidrometalurgia, la desalinización de agua de mar, etc. Su buena actividad electrocatalítica, alta resistencia a la corrosión, bajo voltaje de celda y larga vida útil lo convierten en una parte indispensable e importante en el campo de la electroquímica.
Industria cloroalcalina
La industria cloroalcalina es una de las áreas de aplicación más antiguas e importantes de los ánodos de rutenio-iridio-titanio. En el proceso de producción de cloroalcalino, el cloro, el hidrógeno y el hidróxido de sodio se preparan mediante electrólisis de una solución saturada de cloruro de sodio. Como material para ánodos, el ánodo de rutenio-iridio-titanio puede catalizar eficazmente la reacción de oxidación de los iones cloruro para generar cloro, mejorar la eficiencia y la calidad de la producción de cloro, y reducir el consumo de energía y los costos de producción.
Tratamiento de Aguas Residuales
En el campo del tratamiento de aguas residuales, los ánodos de rutenio-iridio-titanio se pueden utilizar para tratar las aguas residuales mediante oxidación electroquímica. Mediante la oxidación del ánodo, contaminantes como la materia orgánica y el nitrógeno amoniacal presentes en las aguas residuales se oxidan y descomponen para lograr la purificación de la calidad del agua. Por ejemplo, al tratar aguas residuales industriales que contienen materia orgánica difícil de degradar, los ánodos de rutenio-iridio-titanio pueden mejorar eficazmente la biodegradabilidad de las aguas residuales y crear las condiciones para el posterior tratamiento biológico.
galvanoplastia
En el proceso de galvanoplastia, el rendimiento del ánodo influye significativamente en la calidad y la eficiencia del recubrimiento. Los ánodos de rutenio-iridio-titanio presentan buena conductividad y resistencia a la corrosión, proporcionan una densidad de corriente estable y garantizan la uniformidad y calidad del recubrimiento. Además, su menor voltaje de celda reduce el consumo de energía durante el proceso de galvanoplastia.
Hidrometalurgia
En el campo de la hidrometalurgia, los ánodos de rutenio-iridio-titanio se pueden utilizar para la extracción electrolítica y el refinado de metales. Por ejemplo, en el proceso de refinado electrolítico de cobre, zinc y otros metales, los ánodos de rutenio-iridio-titanio pueden catalizar eficazmente la reacción anódica y mejorar la pureza y la eficiencia de producción de los metales.
Desalinización de agua de mar
En el proceso de desalinización electroquímica de agua de mar, los ánodos de rutenio-iridio-titanio se pueden utilizar como materiales para eliminar la sal del agua de mar mediante electrolisis. Su buena resistencia a la corrosión y sus propiedades electrocatalíticas les permiten funcionar de forma estable en entornos altamente salinos y corrosivos como el agua de mar, lo que proporciona un medio técnico eficaz para la desalinización de agua de mar.
Ánodo de titanio recubierto de rutenio-iridio vs. ánodo de titanio recubierto de iridio-tantalio
El ánodo de titanio recubierto de rutenio-iridio presenta un bajo sobrepotencial, alta actividad catalítica y buena conductividad, y se utiliza ampliamente en la industria cloroalcalina y en algunos procesos electroquímicos convencionales. El ánodo de titanio recubierto de iridio-tántalo es adecuado para aplicaciones que requieren medios altamente corrosivos gracias a su excelente resistencia a la corrosión, especialmente en entornos corrosivos especiales. Al elegir estos dos ánodos, es necesario considerar exhaustivamente factores como los requisitos de la aplicación, el entorno de trabajo y la rentabilidad. Para aplicaciones que buscan alta eficiencia y ahorro energético en entornos corrosivos relativamente suaves, el ánodo de titanio recubierto de rutenio-iridio puede ser una mejor opción. Para aplicaciones en entornos corrosivos especiales, los ánodos de titanio recubiertos de iridio-tántalo ofrecen un rendimiento más fiable y una mayor vida útil.
| Elementos de comparación | Ánodo de titanio recubierto de rutenio-iridio | Ánodo de titanio recubierto de iridio-tántalo |
| Composición de recubrimiento | Compuesto principalmente por óxidos de rutenio e iridio, como RuO₂, IrO₂, etc. | Compuesto principalmente por óxidos de iridio y tantalio, como IrO₂, Ta₂O₅, etc. |
| Ambiente aplicable | Se utiliza principalmente en entornos con alto contenido de iones de cloruro, como entornos de ácido clorhídrico, electrólisis de agua de mar, electrólisis de salmuera, etc. | Generalmente se utiliza en entornos de ácido sulfúrico. |
| Sobrepotencial de evolución de oxígeno | Relativamente alto. En algunos sistemas, el sobrepotencial de evolución de oxígeno puede ser entre 0.1 V y 0.2 V mayor que el del ánodo de titanio recubierto de iridio-tántalo. | Relativamente bajo, generalmente alrededor de 1.4 V – 1.6 V. |
| Potencial inicial del ánodo | Generalmente alrededor de 1.48 V. | Generalmente alrededor de 1.51 V. |
| Densidad de corriente de trabajo | Puede alcanzar un nivel relativamente alto. Por ejemplo, en el método de diafragma para la producción de cloro-álcali, puede alcanzar 17 A/dm². | Puede soportar una densidad de corriente muy alta y, en aplicaciones prácticas, es cercana o mayor que la del ánodo de titanio recubierto de rutenio-iridio. |
| Resistencia a la Corrosión | Muestra buena resistencia a la corrosión en ambientes fuertemente corrosivos que contienen cloro. | Tiene una excelente resistencia a la corrosión en entornos ácidos fuertemente oxidantes como el ácido sulfúrico. |
| Tiempo de vida | En condiciones de trabajo adecuadas, puede alcanzar más de 5 a 7 años. | En condiciones normales de funcionamiento, su vida útil es relativamente larga. Por ejemplo, en la formación de papel de aluminio, puede alcanzar más de 9 a 18 meses. |
| Los campos de aplicación | Industria cloro-álcali, producción de dióxido de cloro, industria del clorato, industria del hipoclorito, desinfección de piscinas, cloración de agua de mar, etc. | Producción electrolítica de metales no ferrosos, producción de catalizadores electrolíticos de plata, tratamiento de aguas residuales de teñido y acabado de fábricas textiles de lana, producción electrolítica de láminas de cobre, formación de láminas de aluminio, etc. |
| Costo | El precio del rutenio es relativamente inferior al del iridio como materia prima, y el coste total puede ser ligeramente inferior al del ánodo de titanio recubierto de iridio-tántalo. Los precios de los productos comunes en el mercado pueden ser de tan solo decenas de yuanes por juego, aunque también existen productos personalizados de alta gama con precios más elevados. | El precio del iridio como materia prima es relativamente alto y representa una proporción considerable en el recubrimiento. Si se suma el tántalo, el costo total es relativamente alto. Según datos de 2023, el precio unitario del iridio es aproximadamente cuatro veces superior al del rutenio. |
Con el continuo avance de la ciencia y la tecnología, y la creciente demanda de materiales de electrodos de alto rendimiento, la investigación y la aplicación de los ánodos de rutenio-iridio-titanio seguirán profundizándose y expandiéndose. Al optimizar las fórmulas de recubrimiento y los procesos de preparación, ampliar las áreas de aplicación y reducir los costos, los ánodos de rutenio-iridio-titanio desempeñarán un papel más importante en el futuro campo electroquímico y contribuirán en mayor medida a la fabricación industrial y la protección del medio ambiente.
