Produttori e fornitori di anodi in rutenio-iridio-titanio in Cina
Wstitanium ha ottenuto risultati notevoli nel campo degli anodi in titanio rivestiti in rutenio-iridio. Gli anodi presentano una bassa sovratensione, un'elevata attività catalitica e una buona conduttività, e sono ampiamente utilizzati nell'industria dei cloro-alcali, nel trattamento delle acque reflue, nell'idrometallurgia e in altri settori.
- Alto contenuto di iridio
- Contenuto medio di iridio
- Basso contenuto di iridio
- Piastra, maglia, tubo, personalizzato
- Per la galvanica
- Per il trattamento delle acque reflue
- Per l'elettrolisi dell'acqua
- Per l'industria dei cloro-alcali
Fabbrica di anodi in rutenio-iridio-titanio - Wstitanium
Gli anodi in titanio rivestiti in rutenio-iridio sono composti principalmente da rutenio (Ru), iridio (Ir) e titanio (Ti) e sfruttano l'efficienza catalitica del rutenio e l'eccellente capacità antiossidante dell'iridio. Il rivestimento è solitamente costituito da 8 grammi di rutenio e 2 grammi di iridio per metro quadrato, con uno spessore di circa 8 micron. Presenta una buona attività elettrocatalitica e resistenza alla corrosione, e mostra eccellenti prestazioni in molti ambienti elettrolitici. Può ridurre efficacemente la sovratensione delle reazioni di sviluppo di ossigeno e cloro ed è ampiamente utilizzato nell'industria cloro-soda, nella produzione di cloro elettrolitico, nella disinfezione e in altri settori.
Anodo di cloro
Viene utilizzato in ambienti con elevato contenuto di ioni cloruro nell'elettrolita, come ambienti con acido cloridrico, elettrolisi dell'acqua di mare, elettrolisi dell'acqua salata, ecc. e precipita principalmente cloro.
Anodo di ossigeno
Viene utilizzato in ambienti in cui l'elettrolita è acido solforico. Nel processo di elettrolisi, viene rilasciato principalmente ossigeno. Presenta una buona attività elettrocatalitica e stabilità nella reazione di sviluppo dell'ossigeno.
È piatto e ha un'ampia superficie, che può fornire più siti di reazione. È adatto per alcune applicazioni che richiedono elettrodi di ampia superficie per la reazione, come gli anodi nelle grandi celle elettrolitiche.
Si tratta di una struttura tubolare con forma geometrica e caratteristiche spaziali uniche. Viene utilizzata in alcune apparecchiature di elettrolisi specifiche, come i reattori di elettrolisi tubolari.
Ha una struttura a maglie. Le dimensioni e la forma delle maglie possono essere progettate in base alle diverse esigenze applicative. La struttura a maglie può migliorare il flusso dell'elettrolita.
Ha la forma di un'asta con una certa lunghezza e diametro. È adatto in alcuni casi in cui è necessario penetrare in profondità nell'elettrolita per la reazione, come nei piccoli dispositivi sperimentali per l'elettrolisi.
Wire
Ha la forma di un filo, ha un diametro ridotto e un'ampia superficie specifica e presenta vantaggi in alcune applicazioni speciali che richiedono elettrodi di grandi dimensioni e un'ampia superficie specifica.
Per la sintesi organica
Viene utilizzato in reazioni come l'elettroossidazione e l'elettroriduzione di alcuni composti organici. Regolando i parametri del rivestimento, è possibile ottenere un'efficace catalisi delle reazioni di sintesi organica.
Per la galvanica
Come anodo, fornisce la reazione di ossidazione degli ioni metallici, assicura il regolare avanzamento del processo di galvanica e contribuisce a migliorare la qualità e l'efficienza della galvanica stessa.
Servizi di produzione personalizzata di anodi in rutenio, iridio e titanio
Wstitanium si avvale di un team di esperti, ingegneri e tecnici nel campo dell'elettrochimica. I membri del team vantano una vasta conoscenza teorica ed esperienza pratica e sono in grado di esplorare e innovare costantemente per sviluppare tecnologie più avanzate per gli anodi in titanio rivestiti in rutenio-iridio. Sono in grado di fornire specifiche di prodotto diversificate in base alle diverse esigenze. Che si tratti della forma e delle dimensioni dell'anodo, dello spessore del rivestimento, del rapporto di composizione, ecc., la personalizzazione degli anodi in titanio rivestiti in rutenio-iridio richiede un'attenta valutazione di molteplici fattori, dalle proprietà di base del materiale ai requisiti di specifici scenari applicativi e al controllo del processo di produzione.
Specifiche dell'elettrodo rivestito in rutenio-iridio
| Materiali | Gr1 Titanium come substrato, MMO come rivestimento | Densità corrente | <5,000A/㎡ |
| Tipi di rivestimento | RuO2 +IRO2 +X | Tempo di lavoro | 80-120 H |
| Dimensione e forma | Piastra, maglia, asta o personalizzato | Contenuto di metalli nobili | 8-13g / ㎡ |
| Tensione | ＜ 24V | Spessore del rivestimento | 8 ~ 15μm |
Determinazione dell'applicazione
Diversi scenari applicativi presentano requisiti prestazionali molto diversi per gli anodi in titanio rivestiti in rutenio-iridio. Ad esempio, nell'industria dei cloro-alcali, l'anodo deve operare a lungo in una soluzione di cloruro di sodio ad alta concentrazione, il che richiede una buona resistenza alla corrosione da ioni cloruro e un'elevata attività di sviluppo di cloro. Nel campo del trattamento delle acque reflue, l'anodo potrebbe dover trattare una varietà di inquinanti organici e inorganici complessi, il che richiede un'ampia gamma di attività elettrocatalitica e una certa resistenza all'inquinamento. Nell'industria galvanica, la funzione principale dell'anodo è quella di fornire ioni metallici, il che richiede proprietà elettrochimiche stabili e un'adeguata velocità di dissoluzione.
Requisiti di prestazione
Determinare le prestazioni in base all'applicazione è un passaggio fondamentale nella personalizzazione. Gli indicatori di prestazione includono, a titolo esemplificativo ma non esaustivo, densità di corrente, potenziale di elettrodo, sovratensione di evoluzione dell'ossigeno, resistenza alla corrosione, durata, ecc. Ad esempio, per le applicazioni che richiedono un'elevata densità di corrente, l'anodo deve avere buone prestazioni di conduttività e dissipazione del calore per evitare surriscaldamento e degrado delle prestazioni. Per le applicazioni con requisiti rigorosi sul potenziale di elettrodo, la composizione e lo spessore del rivestimento in rutenio-iridio devono essere controllati con precisione per garantire che il potenziale dell'anodo soddisfi i requisiti. Nel determinare gli indicatori di prestazione, è anche necessario considerare le condizioni operative effettive, come l'influenza di fattori quali temperatura, pressione e concentrazione dell'elettrolita sulle prestazioni dell'anodo.
Dimensione e forma
Anche le dimensioni e la forma dell'anodo in titanio rivestito in rutenio-iridio devono essere personalizzate in base all'applicazione specifica. Le dimensioni dell'anodo possono influenzare la sua installazione e la disposizione spaziale nell'apparecchiatura. La forma può influire sulla distribuzione della corrente e sull'efficienza elettrochimica. Ad esempio, in alcune celle elettrolitiche di grandi dimensioni, potrebbe essere necessario personalizzare anodi piatti di ampia superficie; in alcuni reattori speciali, potrebbe essere necessario personalizzare anodi con forme particolari, come strisce, piastre (in formati convenzionali, espansi, ondulati o perforati), lamine, quadrati, fili, barre, dischi, barre e tubi.
- Barre: personalizzabili da 10 mm a 50 mm di diametro.
- Fili: diametro compreso tra 0.5 mm e 10 mm.
- Tubi: disponibili da 10 mm a 200 mm.
- Piastre: disponibili in spessori da 0.5 mm a 5 mm.
- Mesh: le opzioni di spessore vanno da 0.5 mm a 2.0 mm.
Substrato di titanio
La purezza e la qualità del substrato di titanio influiscono in modo significativo sulle prestazioni dell'anodo di titanio rivestito in rutenio-iridio. In generale, si consiglia di scegliere come substrato titanio puro industriale (>99.5%) o una lega di titanio con purezza più elevata. Il titanio puro industriale offre una buona resistenza alla corrosione e ottime prestazioni di lavorazione, ed è adatto alla maggior parte delle applicazioni convenzionali. Le leghe di titanio possono migliorare la loro resistenza alla corrosione aggiungendo altri elementi (come alluminio, vanadio, ecc.), il che è particolarmente indicato per applicazioni speciali con elevati requisiti prestazionali del substrato. Nella scelta di un substrato di titanio, è necessario considerare anche la qualità della sua superficie, per garantire che sia piana e priva di difetti, in modo da garantire un'adesione uniforme del rivestimento.
Rivestimento in rutenio-iridio
I materiali del rivestimento rutenio-iridio sono principalmente composti di rutenio e iridio, come l'ossido di rutenio (RuO₂) e l'ossido di iridio (IrO₂). Nel determinare la composizione del rivestimento rutenio-iridio, è necessario ottimizzarla in base ai requisiti specifici dell'applicazione. In generale, il rapporto tra rutenio e iridio influenza l'attività elettrocatalitica e la resistenza alla corrosione del rivestimento. Un contenuto di iridio più elevato può migliorare la resistenza alla corrosione del rivestimento, ma può ridurne l'attività elettrocatalitica; mentre un contenuto di rutenio più elevato può migliorare l'attività elettrocatalitica, ma può ridurne la resistenza alla corrosione.
Materiali ausiliari
Nel processo di personalizzazione degli anodi in titanio rivestiti in rutenio-iridio, potrebbero essere necessari anche materiali ausiliari come leganti e additivi per catalizzatori. I leganti vengono utilizzati per migliorare la forza di adesione tra il rivestimento e il substrato e garantire che il rivestimento non si stacchi durante l'uso; gli additivi per catalizzatori possono ulteriormente migliorare l'attività elettrocatalitica del rivestimento e le prestazioni dell'anodo. Nella selezione dei materiali ausiliari, è necessario considerare la loro compatibilità con il substrato in titanio e il rivestimento in rutenio-iridio, nonché il loro impatto sulle prestazioni dell'anodo.
Produzione di anodi in titanio rivestiti in rutenio-iridio
Prima di applicare il rivestimento in rutenio-iridio, il substrato di titanio deve essere pretrattato. Lo scopo del pretrattamento è rimuovere olio, incrostazioni, impurità, ecc. dalla superficie del substrato di titanio, migliorare la pulizia e la rugosità della superficie e potenziare l'adesione tra il rivestimento e il substrato. I metodi di pretrattamento più comuni includono la rettifica meccanica, la pulizia chimica, la lucidatura elettrochimica, ecc. La rettifica meccanica può rimuovere particelle più grandi e incrostazioni dalla superficie; la pulizia chimica può rimuovere olio e alcune impurità difficili da rimuovere meccanicamente; la lucidatura elettrochimica può ulteriormente migliorare la planarità e la finitura della superficie.
Selezionare il substrato di titanio
Selezionare materiali in titanio ad elevata purezza, come titanio puro industriale Gr1, Gr2 o leghe di titanio, per garantire che abbiano una buona resistenza alla corrosione e conduttività.
Formatura
In base ai requisiti di progettazione, i materiali in titanio vengono lavorati nella forma e nelle dimensioni richieste tramite taglio, foratura, piegatura e altre tecnologie.
Sabbiatura
Utilizzare aria compressa per spruzzare particelle di sabbia sulla superficie del substrato di titanio per la rettifica a impatto. La superficie forma una vaiolatura uniforme, migliora la rugosità e aumenta l'adesione del rivestimento.
Livellamento / Ricottura
Riscaldare e modellare il materiale in titanio in un forno a circa 500 °C, mantenerlo caldo per circa 2 ore, eliminare lo stress all'interno del materiale e migliorarne la struttura organizzativa.
decapaggio
Immergere il substrato di titanio in una soluzione acida mista composta da acido solforico, acido nitrico e acido fluoridrico per il decapaggio, in modo da rimuovere lo strato di ossido, la ruggine e altre impurità dalla superficie.
Preparazione del liquido
Come materie prime principali si utilizzano sali o composti solubili di rutenio e iridio, come il tricloruro di rutenio (RuCl₃) e il tricloruro di iridio (IrCl₃). Si sciolgono nel solvente in una certa proporzione.
Rivestimento
Utilizzare un pennello o una pistola a spruzzo per applicare o spruzzare uniformemente la soluzione di rivestimento preparata sulla superficie del substrato di titanio pretrattato. Lo spessore e l'uniformità del rivestimento devono essere controllati durante l'operazione.
essiccazione
Il substrato di titanio rivestito deve essere posto in un forno ad alta temperatura per la sinterizzazione. La temperatura di sinterizzazione è generalmente compresa tra 450 e 550 °C e il tempo di sinterizzazione è di 10-20 minuti.
Ispezione di qualità
La composizione e la struttura cristallina del rivestimento vengono rilevate mediante microscopia elettronica a scansione (SEM), analisi dello spettro energetico (EDS), diffrazione dei raggi X (XRD), ecc.
Ispezione di qualità
Wstitanium effettua rigorosi controlli sulle materie prime per garantire che quelle utilizzate, come i substrati di titanio, i sali organici di rutenio e iridio, soddisfino gli standard qualitativi. Ogni lotto di materie prime deve essere sottoposto ad analisi chimiche, test di prestazione fisica e altri controlli.
Monitoraggio in tempo reale del pretrattamento del substrato di titanio, della preparazione del rivestimento, del rivestimento, del trattamento termico del rivestimento e di altri processi per garantire stabilità e costanza della qualità. Allo stesso tempo, vengono eseguite regolarmente operazioni di manutenzione e calibrazione delle apparecchiature per garantirne il normale funzionamento.
Eseguire un'ispezione estetica dell'anodo in titanio rivestito in rutenio-iridio per verificare che la superficie del rivestimento sia uniforme e liscia e che non siano presenti difetti come crepe e sfaldamenti. Vengono eseguiti una serie di test prestazionali, tra cui test elettrochimici (come test di sovratensione, test di efficienza di corrente, ecc.), test di resistenza alla corrosione (come test di corrosione in diverse soluzioni elettrolitiche, ecc.), test dello spessore del rivestimento, ecc.
| Oggetti di test | Condizioni di prova | Qualificazione |
|---|---|---|
| Combinare il potere | Nastro adesivo 3M | Nessun segno nero sul nastro |
| Piegare di 180° su albero tondo Φ12mm | Nessuna pelatura in curva | |
| Test di uniformità | Spettrometro a fluorescenza a raggi X | ≤15% |
| Spessore del rivestimento | Spettrometro a fluorescenza a raggi X | 2-10μm |
| Potenziale di clorazione | 2000 A/m2, saturazione NaCl, 25 ± 2 °C | ≤1.08V |
| Tasso di polarizzazione del cloro analitico | 200/2000A/m2, Saturation NaCl，25±2℃ | ≤35 mV |
| Maggiore durata | 40000A/m2,1mol/L H2SO4,40±2℃ | ≥45h (Ir+Ru 8g) |
| Assenza di gravità intensa | 20000A/m2,8mol/L NaOH,95±2℃,electrolysis 4h | 10mg |
Applicazione dell'anodo di titanio rivestito in rutenio-iridio
In quanto eccellente materiale per elettrodi, l'anodo in rutenio-iridio-titanio è ampiamente utilizzato in molti campi, quali l'industria dei cloro-alcali, il trattamento delle acque reflue, l'industria galvanica, l'idrometallurgia, la desalinizzazione dell'acqua di mare, ecc. La sua buona attività elettrocatalitica, l'elevata resistenza alla corrosione, la bassa tensione delle celle e la lunga durata lo rendono un componente indispensabile e importante nel campo dell'elettrochimica.
Industria dei cloro-alcali
L'industria dei cloro-alcali è uno dei primi e più importanti campi di applicazione degli anodi in rutenio-iridio-titanio. Nel processo di produzione dei cloro-alcali, cloro, idrogeno e idrossido di sodio vengono preparati mediante elettrolisi di una soluzione satura di cloruro di sodio. Come materiale anodico, l'anodo in rutenio-iridio-titanio può catalizzare efficacemente la reazione di ossidazione degli ioni cloruro per generare cloro, migliorando l'efficienza produttiva e la qualità del cloro, e riducendo il consumo energetico e i costi di produzione.
Trattamento delle acque reflue
Nel campo del trattamento delle acque reflue, gli anodi in rutenio-iridio-titanio possono essere utilizzati per trattare le acque reflue mediante ossidazione elettrochimica. Attraverso l'ossidazione dell'anodo, inquinanti come la materia organica e l'azoto ammoniacale presenti nelle acque reflue possono essere ossidati e decomposti, purificando la qualità dell'acqua. Ad esempio, nel trattamento di acque reflue industriali contenenti materia organica difficilmente degradabile, gli anodi in rutenio-iridio-titanio possono migliorare efficacemente la biodegradabilità delle acque reflue e creare le condizioni per il successivo trattamento biologico.
Galvanotecnica
Nel processo di galvanoplastica, le prestazioni dell'anodo influenzano significativamente la qualità del rivestimento e l'efficienza del processo stesso. Gli anodi in rutenio-iridio-titanio hanno una buona conduttività e resistenza alla corrosione, possono fornire una densità di corrente stabile e garantire l'uniformità e la qualità del rivestimento. Allo stesso tempo, la bassa tensione di cella riduce anche il consumo energetico durante il processo di galvanoplastica.
hydrometallurgy
Nel campo dell'idrometallurgia, gli anodi di rutenio-iridio-titanio possono essere utilizzati per l'estrazione elettrolitica e la raffinazione dei metalli. Ad esempio, nel processo di raffinazione elettrolitica di rame, zinco e altri metalli, gli anodi di rutenio-iridio-titanio possono catalizzare efficacemente la reazione anodica e migliorare la purezza e l'efficienza produttiva dei metalli.
Dissalazione dell'acqua di mare
Nel processo di desalinizzazione elettrochimica dell'acqua di mare, gli anodi in rutenio-iridio-titanio possono essere utilizzati come materiali anodici per rimuovere il sale dall'acqua di mare mediante elettrolisi. La loro buona resistenza alla corrosione e le proprietà elettrocatalitiche ne consentono l'utilizzo stabile in ambienti altamente salini e corrosivi come l'acqua di mare, fornendo un mezzo tecnico efficace per la desalinizzazione dell'acqua di mare.
Anodo in titanio rivestito in rutenio-iridio VS anodo in titanio rivestito in iridio-tantalio
L'anodo in titanio rivestito in rutenio-iridio presenta una bassa sovratensione, un'elevata attività catalitica e una buona conduttività, ed è ampiamente utilizzato nell'industria dei cloro-alcali e in alcuni processi elettrochimici convenzionali. L'anodo in titanio rivestito in iridio-tantalio è adatto per applicazioni che richiedono fluidi altamente corrosivi grazie alla sua eccellente resistenza alla corrosione, in particolare per le sue eccellenti prestazioni in ambienti corrosivi speciali. Nella scelta di utilizzare questi due anodi, è necessario considerare attentamente fattori quali i requisiti dell'applicazione, l'ambiente di lavoro e il rapporto costo-efficacia. Per applicazioni che richiedono elevata efficienza e risparmio energetico e presentano un ambiente corrosivo relativamente moderato, l'anodo in titanio rivestito in rutenio-iridio può essere una scelta migliore. Per applicazioni in ambienti corrosivi speciali, gli anodi in titanio rivestiti in iridio-tantalio possono offrire prestazioni più affidabili e una maggiore durata.
| Articoli di confronto | Anodo in titanio rivestito in rutenio-iridio | Anodo di titanio rivestito in iridio-tantalio |
| Composizione del rivestimento | Composto principalmente da ossidi di rutenio e iridio, come RuO₂, IrO₂, ecc. | Composto principalmente da ossidi di iridio e tantalio, come IrO₂, Ta₂O₅, ecc. |
| Ambiente applicabile | Utilizzato principalmente in ambienti con elevato contenuto di ioni cloruro, come ambienti con acido cloridrico, elettrolisi dell'acqua di mare, elettrolisi della salamoia, ecc. | Generalmente utilizzato in ambienti con presenza di acido solforico. |
| Sovrapotenziale di evoluzione dell'ossigeno | Relativamente alto. In alcuni sistemi, la sovratensione di evoluzione dell'ossigeno può essere di circa 0.1-0.2 V superiore a quella dell'anodo in titanio rivestito in iridio-tantalio. | Relativamente basso, generalmente intorno a 1.4 V – 1.6 V. |
| Potenziale anodico iniziale | Generalmente intorno a 1.48 V. | Generalmente intorno a 1.51 V. |
| Densità di corrente di lavoro | Può raggiungere livelli relativamente elevati. Ad esempio, nel metodo a diaframma per la produzione di cloro-soda, può raggiungere 17 A/dm². | Può sopportare una densità di corrente molto elevata e, nelle applicazioni pratiche, è vicina o superiore a quella dell'anodo in titanio rivestito di rutenio-iridio. |
| Resistenza alla corrosione | Presenta una buona resistenza alla corrosione in ambienti fortemente corrosivi contenenti cloro. | Presenta un'eccellente resistenza alla corrosione in ambienti acidi fortemente ossidanti come l'acido solforico. |
| Servizio vita | In condizioni di lavoro adeguate, può durare più di 5 – 7 anni. | In condizioni operative normali, ha una durata relativamente lunga. Ad esempio, nell'applicazione della laminazione di fogli di alluminio, può raggiungere più di 9-18 mesi. |
| Campi di applicazione | Industria dei cloro-alcali, produzione di biossido di cloro, industria del clorato, industria dell'ipoclorito, disinfezione delle piscine, clorazione dell'acqua di mare, ecc. | Produzione elettrolitica di metalli non ferrosi, produzione di catalizzatori elettrolitici in argento, trattamento delle acque reflue di tintura e finitura di stabilimenti tessili di lana, produzione elettrolitica di fogli di rame, formazione di fogli di alluminio, ecc. |
| Costo | Il prezzo del rutenio è relativamente inferiore a quello dell'iridio come materia prima, e il costo complessivo potrebbe essere leggermente inferiore a quello dell'anodo in titanio rivestito in iridio-tantalio. I prezzi dei prodotti comuni sul mercato possono arrivare a decine di yuan per set, e sono disponibili anche prodotti personalizzati di fascia alta con prezzi più elevati. | Il prezzo dell'iridio come materia prima è relativamente alto e rappresenta una percentuale relativamente elevata nel rivestimento. Aggiungendo il tantalio, il costo complessivo è relativamente elevato. Secondo i dati del 2023, il prezzo unitario dell'iridio è circa 4 volte superiore a quello del rutenio. |
Con il continuo progresso scientifico e tecnologico e la crescente domanda di materiali per elettrodi ad alte prestazioni, la ricerca e l'applicazione degli anodi in rutenio-iridio-titanio continueranno ad approfondirsi ed espandersi. Ottimizzando le formule di rivestimento e i processi di preparazione, ampliando i campi di applicazione e riducendo i costi, gli anodi in rutenio-iridio-titanio svolgeranno un ruolo sempre più importante nel futuro campo elettrochimico e contribuiranno in modo significativo alla produzione industriale e alla tutela ambientale.
