Testreszabott MMO titán anódok

MMO titán anódA , más néven méretstabil anód (DSA), tiszta titán (TA1/TA2) hordozón alapul. Precíziós technológia alkalmazásával fém-oxidok, például ruténium, irídium, tantál és platina katalitikus rétegét viszik fel a felületre. Ez tökéletesen ötvözi a titán hordozó korrózióállóságát és az oxidbevonat magas katalitikus aktivitását.

A hagyományos grafit- és ólomanódokhoz képest az MMO titánanódok számos teljesítménybeli javulást érnek el: Élettartamuk elérheti az éveket vagy akár évtizedeket is, ami több mint tízszerese a grafitanódok élettartamának. Továbbá 15-25%-kal javítják az elektrolízis rendszerek teljes energiahatékonyságát. Teljesen kiküszöbölik az elektrolitszennyeződés problémáját, amelyet a hagyományos anódok oldódása okoz. Az ioncserélő membrános elektrolizátoroktól a... klóralkáli iparnak katódos védelem A hajózási mérnöki rendszerektől kezdve, a nyomtatási és festési szennyvíz fejlett kezelésétől kezdve a precíziós galvanizálásig, az MMO titánanódok nélkülözhetetlen alapvető alkotóelemmé váltak a modern ipari elektrokémiában.

MMO titán anódok gyártása

Az MMO titánanódok egyedi gyártása multidiszciplináris megközelítést foglal magában, amely három fő lépést foglal magában: az aljzat előkészítését, a bevonatösszetétel fejlesztését és a bevonás. Az egyes lépések pontossága közvetlenül meghatározza az elektróda végső teljesítményét.

(I) Titán hordozó kiválasztása

A titán hordozó (lemez, háló, huzal vagy cső) minősége elengedhetetlen a bevonat tapadásának és az elektróda élettartamának biztosításához.
A ≥99.7% titántartalmú Gr1/Gr2 minőségű titán az előnyös. Nagy áramsűrűségű alkalmazásokhoz ≥345 MPa szakítószilárdságú titán szükséges.

(II) Formálás

A titán hordozót CNC megmunkálással, lézervágással, vízsugaras vágással és egyéb technikákkal alakítják ki a tervnek megfelelő alakra.

(III) A titán hordozó tisztítása

A felületi zsír, vízkő és szennyeződések eltávolítására háromlépcsős kezelési folyamatot alkalmaznak: „lúgos zsírtalanítás – savas rozsdaeltávolítás – tisztavizes tisztítás”. Az egyedi tisztításhoz szabályozott savkoncentrációra (hidrogén-fluorid és salétromsav keveréke 1:3-1:5 arányban) és kezelési időre (3-10 perc) van szükség.

(IV) Aktiválás és érdesítés

Az elektrokémiai maratás vagy homokfúvás mikroszkopikusan érdes felületet hoz létre a bevonat érintkezési területének növelése érdekében. Hálóanódok esetén az alumínium-oxid szemcséket 0.3-0.5 MPa nyomáson homokfúvással tisztítják, így 1.5-3.0 μm Ra felületi érdességet érnek el. Precíziós rúdanódok esetén elektrokémiai maratást alkalmaznak az egyenletes mikroporózus szerkezet létrehozására, biztosítva a bevonat egyenletes tapadását.

(V) Testreszabott bevonatformula

A bevonat az MMO titánanód fő funkciója. Az egyedi készítményeket pontosan az elektrolízis célpontja (klórfejlődés, oxigénfejlődés, speciális katalízis) és a közegkörnyezet alapján kell megtervezni:

Klórfejlődési rendszer összetételeAz olyan alkalmazásokhoz, mint a klóralkáli ipar és a tengervíz klórozása, RuO₂-IrO₂-TiO₂ kompozit bevonatrendszert használnak. A klórfejlődési túlfeszültség ≤1.36 V-ra szabályozható (a SHE-vel szemben), és ellenáll a 300 g/l-t meghaladó magas klórkoncentrációknak. A Ru és Ir mólarányának beállításával (jellemzően 3:1-4:1) egyensúly érhető el a katalitikus aktivitás és a bevonat stabilitása között.

Oxigénfejlődési rendszer formuláiOlyan alkalmazásokhoz, mint a hidrometallurgia és a vízelektrolízis, IrO₂-Ta₂O₅ vegyes oxid bevonatokat fejlesztettünk ki, amelyek több mint 30%-kal csökkentik az oxigénfejlődés túlfeszültségét, és 90%-ot meghaladó áramhatásfokot érnek el. Savas közegben a Ta₂O₅-tartalmat 40%-50%-ra kell növelni a bevonat savas korrózióállóságának növelése érdekében.

Speciális funkcionális készítményekA környezetbarát szennyvíztisztítást szem előtt tartva PbO₂-MnO₂-vel adalékolt bevonatokat alkalmaztunk a hidroxilgyökök képződésének fokozása és a makacs szerves anyagok eltávolítási sebességének javítása érdekében. Nagy pontosságú galvanizálási alkalmazásokhoz platinacsoportbeli fémekkel módosított bevonatokat választottunk, hogy a bevonat vastagságának egyenletessége ±3%-on belül maradjon.

(VI) Bevonatolás és szinterezés

A bevonat közvetlenül befolyásolja a bevonat egyenletességét és tapadását. Az egyedi gyártás többlépcsős szabályozási folyamatot igényel:
Bevonatolási módszer: A síkelektródákat mártó bevonattal vonják be, a bevonat vastagsági tűrése ±0.5 μm-en belül szabályozott. A hálós elektródákat permetezve biztosítják az egyenletes lefedettséget a pórusokon belül a szórópisztoly távolságának (15-20 cm) és mozgási sebességének (5-8 cm/s) beállításával. Az elektroforetikus leválasztást összetett alakú elektródáknál alkalmazzák az egyenletes bevonat eléréséhez.

Többrétegű szinterelési szabályozás„Bevonat-szárítás-szinterelés” ciklust alkalmaznak, amelynek során minden réteget 450-550°C hőmérsékleten és 10-15 perces tartási idővel szintereznek. A bevonat összesített vastagsága 5-20 μm-re állítható be. A szinterelési atmoszférának oxidálónak kell lennie, hogy megakadályozza a bevonatban lévő fémoxidok redukcióját, ami befolyásolhatja a katalitikus teljesítményt.

MinőségellenőrzésAz egyedi gyártás további minőségellenőrzési eljárásokat igényel, beleértve a bevonat tapadásának vizsgálatát (keresztirányú vizsgálat ≥ 5B), a bevonat vastagságának vizsgálatát (többpontos mérés örvényáramú vastagságmérővel) és az elektrokémiai teljesítményvizsgálatot (túlfeszültség meghatározása lineáris sweep voltammetriával) annak biztosítása érdekében, hogy minden egyes terméktétel megfeleljen az egyedi követelményeknek.

Az MMO titán anódok testreszabási típusai

A szerkezeti morfológiától, a bevonatrendszertől és az alkalmazási forgatókönyvtől függően az MMO titánanódok a következő négy típusba szabhatók:

Hálóanódok

A porózus szövésnek köszönhetően ezek az anódok 60%-80%-os testreszabható porozitással rendelkezhetnek. Felületük 3-5-ször nagyobb, mint a síkelektródáké, így alkalmasak olyan elektrolízis alkalmazásokhoz, amelyek hatékony tömegátadást igényelnek. Tipikus specifikációk: 0.5-5 mm-es hálószembőség és 0.3-2.0 mm-es titánhuzal átmérő. Az elektrolizáló cella méretéhez igazodó egyedi vágás végezhető. Széles körben használják őket a klóralkáli iparban és a galvanizáló szennyvízkezelésben.

Rúdanódok

Az alap egy tömör titánrúd, amelynek átmérője 3.2-25 mm, és testreszabható hossza akár 1220 mm-ig vagy hosszabbig is beállítható. A bevonat elsősorban IrO₂-Ta₂O₅ rendszer. Tengervízi környezetben egy 12.7 mm átmérőjű rúdanód akár 19.4 A/m névleges kimeneti áramot és akár 20 éves élettartamot is elérhet, így különösen alkalmas tengeri szélturbinák alapjainak katódos védelmére.

Szalaganódok

A szélességek 6.35-25 mm, a vastagságok 0.635-1.2 mm, a hosszúságok pedig akár 1000 mm-ig testreszabhatók. A felületre 0.1-0.3 mm mély mikronméretű hornyok vannak gravírozva, ami a fajlagos felületet háromszorosára növeli. A beépített kompozit vezetőmaggal ellátott, egyedi változatok akár háromszoros vezetőképességet is kínálnak a tiszta titánhoz képest, így alkalmasak tartályfenék és hosszú távú csővezetékek katódos védelmére.

Speciális alakú anódok

A berendezés szerkezetéhez igazítható anódok különféle formákban, például cső, lemez és ívelt formában is kialakíthatók, 3D modellezéssel biztosítva a tökéletes illeszkedést. Az olyan alkalmazásokhoz, mint az LNG-tárolótartályok és a reaktorok belsejének védelme, ezek a speciális alakú anódok 360°-os védelmet nyújtanak.

Ruténium anódok

A RuO₂-t hatóanyagként, valamint IrO₂-t és TiO₂-t tartalmazó anódok kiváló klórfejlődési teljesítményt nyújtanak, akár 99.98%-os klórtisztaságot is elérve. Ezeket az anódokat kifejezetten a klóralkáli ipar számára tervezték.

Irídium anódok

Az IrO₂-t elsődleges hatóanyagként, a Ta₂O₅-t pedig a fokozott stabilitás és az alacsony oxigénfejlődésű túlfeszültség érdekében használva ezek az anódok alkalmasak olyan alkalmazásokhoz, mint a szulfátelektrolízis és az édesvízi katódos védelem. Bevonatveszteségük mindössze 1-6 mg/A·a.

Platina anódok

A platinabevonat fokozott katalitikus aktivitással rendelkezik, így alkalmassá válik olyan csúcskategóriás, egyedi alkalmazásokhoz, mint a precíziós elektronikai berendezések aranyozása és a félvezetők tisztítása, 80%-kal növelve a hozamot.