Pembuatan Anoda Titanium Khusus untuk Natrium Klorat

Sebagai bahan baku kimia yang penting, natrium klorat banyak digunakan di berbagai bidang. Proses elektrolisis dalam produksinya sangat penting, dan anoda titanium memainkan peran penting di dalamnya.

Keunggulan Anoda Titanium dalam Produksi Natrium Klorat

Sebagai bahan baku kimia yang penting, natrium klorat digunakan secara luas di berbagai bidang. Inti dari proses produksinya, teknologi elektrolisis, memainkan peran yang menentukan dalam kualitas dan efisiensi produksi natrium klorat. Anoda titanium, dengan keunggulan kinerjanya yang unik, telah menjadi faktor kunci dalam meningkatkan tingkat produksi natrium klorat. Dengan konduktivitasnya yang baik, ketahanan korosi yang sangat baik, dan kinerja elektrokatalitik yang stabil, anoda titanium memberikan jaminan yang andal untuk produksi natrium klorat yang efisien dan stabil.

Anoda titanium berlapis rutenium

Anoda titanium berlapis rutenium memiliki aktivitas elektrokatalitik yang sangat baik dan dapat secara signifikan mengurangi potensi berlebih dari reaksi evolusi klorin (sekitar 0.2-0.3 V). Hal ini dapat menghemat banyak listrik untuk produksi skala besar. Pelapisan rutenium dapat mempertahankan aktivitas katalitik dan integritas strukturalnya untuk waktu yang lama dalam lingkungan elektrolit natrium klorat yang sangat korosif.

Anoda titanium berlapis iridium

Anoda titanium berlapis iridium (Ir) telah menarik banyak perhatian karena ketahanannya terhadap korosi dan stabilitas suhu tinggi. Dalam produksi natrium klorat, ketika elektrolit mengandung pengotor yang sangat mengoksidasi, anoda titanium berlapis iridium menunjukkan kinerja yang lebih baik daripada jenis anoda lainnya. Masa pakai anoda titanium berlapis iridium dapat mencapai 8-10 tahun.

Anoda titanium berlapis platina

Anoda titanium berlapis platina (Pt) memiliki konduktivitas dan aktivitas katalitik yang sangat baik, terutama dalam skenario produksi natrium klorat dengan persyaratan kemurnian produk yang sangat tinggi. Anoda titanium berlapis platina dapat secara efektif mengurangi kotoran dan memastikan kemurnian produk yang tinggi. Kerugiannya adalah biaya anoda titanium berlapis platina relatif tinggi.

Peran kunci anoda titanium

Dalam produksi natrium klorat, reaksi elektrokimia inti terjadi di sel elektrolit, dan anoda titanium adalah peserta kunci dalam rangkaian reaksi ini. Persamaan reaksi keseluruhan dasar adalah: NaCl + 3H2O = NaClO3 + 3H2↑). Di balik persamaan yang tampaknya sederhana ini, sebenarnya ada proses reaksi langkah demi langkah yang kompleks dan teratur. Di area anoda, ion klorida mengalami reaksi oksidasi, dan rumus reaksi spesifiknya adalah: 2Cl^- = Cl2↑ + 2e^-. Ion klorida kehilangan elektron pada permukaan anoda titanium dan dioksidasi menjadi gas klorin. Anoda titanium mengurangi kelebihan potensial reaksi evolusi klorin, membuatnya lebih mudah bagi ion klorida untuk kehilangan elektron dan mengalami reaksi oksidasi. Dari sudut pandang mikroskopis, atom logam mulia dalam lapisan (seperti rutenium, iridium, dll.) membentuk keadaan adsorpsi spesifik dengan ion klorida, melemahkan energi pengikatan ikatan klorin-klorin, sehingga mempercepat reaksi evolusi klorin.

Anoda Titanium Produksi Kustom

Skala produksi natrium klorat yang berbeda memiliki persyaratan yang berbeda untuk anoda titanium. Unit produksi natrium klorat skala kecil mungkin lebih menyukai anoda titanium berbentuk pelat atau batang yang kecil dan ringan. Produsen natrium klorat skala sedang mungkin perlu fokus pada bentuk datar atau jala. Ukurannya disesuaikan menurut dimensi bagian dalam sel elektrolit dan persyaratan tata letak elektroda. Produsen natrium klorat skala besar mengejar produksi skala besar dan efisien, dan sel elektrolit mereka berskala besar dan memiliki beban arus tinggi. Anoda titanium yang disesuaikan tidak hanya harus memenuhi persyaratan ukuran besar dan kekuatan tinggi, tetapi juga mempertimbangkan desain struktural anoda untuk memastikan distribusi arus yang seragam dan kinerja pembuangan panas yang baik di bawah kepadatan arus tinggi.

Ukuran yang Disesuaikan

Saat menyesuaikan ukuran dan bentuk anoda titanium, parameter desain sel elektrolit harus dipertimbangkan terlebih dahulu, termasuk dimensi geometris sel, jarak elektroda, mode aliran elektrolit, dll. Misalnya, jika sel elektrolit mengadopsi metode elektrolit sirkulasi paksa, bentuk dan ukuran anoda harus dipertimbangkan agar tidak menghalangi aliran elektrolit, sekaligus memastikan bahwa elektrolit dapat sepenuhnya menyentuh permukaan anoda untuk meningkatkan efisiensi elektrolisis.

Untuk proses produksi yang membutuhkan kerapatan arus lebih tinggi, desain yang meningkatkan luas permukaan anoda dapat digunakan, seperti menggunakan struktur mesh atau anoda struktur berpori.

Bahan Pelapis

Pelapis rutenium memiliki karakteristik kelebihan potensial evolusi klorin yang rendah, konduktivitas dan stabilitas yang baik, dan cocok untuk sebagian besar produksi natrium klorat konvensional. Pelapis iridium bekerja dengan baik dalam kondisi kerja khusus dengan ketahanan korosi yang sangat baik dan kelebihan potensial evolusi oksigen yang rendah. Pelapis multi-elemen menggabungkan keunggulan beberapa oksida logam dan memiliki kinerja yang lebih komprehensif. Selain pelapis oksida logam mulia seperti rutenium dan iridium, beberapa bahan lain juga dapat digunakan untuk pelapis anoda titanium, seperti pelapis oksida antimon timah. Pelapis oksida antimon timah memiliki keunggulan biaya rendah dan memiliki aplikasi tertentu dalam beberapa persyaratan kinerja anoda yang sensitif terhadap biaya dan tidak terlalu menuntut.

Teknologi Pelapisan

Teknologi persiapan pelapisan anoda titanium yang umum meliputi dekomposisi termal, pelapisan elektro, deposisi uap kimia, dll.

Metode dekomposisi termal adalah melapisi larutan yang mengandung garam logam pada permukaan substrat titanium, lalu mengubahnya menjadi lapisan oksida logam melalui dekomposisi termal suhu tinggi. Metode ini relatif sederhana dan berbiaya rendah.

Oksida logam diendapkan pada permukaan substrat titanium melalui elektroplating untuk memperoleh lapisan yang lebih seragam dan padat. Akan tetapi, investasi peralatan untuk metode elektroplating cukup besar dan efisiensinya relatif rendah.

Deposisi uap kimia menguraikan senyawa organik logam dan mengendapkannya pada permukaan substrat titanium untuk membentuk lapisan. Proses ini menghasilkan lapisan berkualitas tinggi, tetapi peralatannya rumit, biayanya tinggi, dan skala produksinya terbatas.

Saat memilih teknologi pelapisan, faktor-faktor seperti karakteristik bahan pelapis, persyaratan kinerja anoda, biaya, dan persyaratan perlindungan lingkungan perlu dipertimbangkan secara menyeluruh. Misalnya, untuk anoda titanium berbasis rutenium yang memerlukan keseragaman dan daya rekat pelapisan yang tinggi, pelapisan listrik atau dekomposisi termal yang ditingkatkan mungkin lebih cocok; sementara untuk beberapa anoda titanium berlapis ganda yang memerlukan kinerja pelapisan yang sangat tinggi dan memerlukan pelapisan struktural khusus, pengendapan uap kimia mungkin merupakan pilihan yang lebih baik….