Anodo di titanio personalizzato per clorazione elettrolitica
L'anodo in titanio è un anodo insolubile costituito da titanio come substrato e rivestito con uno specifico rivestimento attivo. L'anodo in titanio ha notevolmente promosso lo sviluppo dell'industria del cloro elettrolitico, cambiando il modo di produzione elettrolitica tradizionale, migliorando l'efficienza e la qualità del prodotto e riducendo i costi e l'inquinamento ambientale.
- Anodo di zinco
- Anodo d'argento
- Anodo di nichel
- Anodo di rame
Fornitore di anodo di titanio per elettrolisi del cloro
Nell'industria moderna, il cloro e i suoi derivati svolgono un ruolo fondamentale in molti settori. Dalla produzione di materie prime chimiche, al trattamento delle acque potabili, dall'industria cartaria al trattamento alimentare e delle acque reflue, il cloro viene utilizzato ovunque. L'elettrolisi è uno dei metodi principali per la produzione di cloro e la chiave risiede nell'anodo. I materiali anodici tradizionali presentano numerosi problemi nel processo di elettrolisi, come la breve durata, l'elevato consumo energetico e la bassa efficienza. Grazie al continuo sviluppo della scienza dei materiali, gli anodi in titanio si sono distinti per le loro eccellenti prestazioni e sono diventati la scelta ideale nel campo del cloro elettrolitico.
Anodo di titanio e rutenio
Il rivestimento in ossido di rutenio-titanio ha una buona attività elettrocatalitica, che può ridurre la sovratensione di sviluppo del cloro durante l'elettrolisi, promuovere la reazione di ossidazione degli ioni cloruro e migliorare l'efficienza dell'elettrolisi. Adsorbe efficacemente gli ioni cloruro e accelera la velocità di reazione della loro ossidazione a cloro gassoso.
Anodo di titanio all'iridio
L'anodo in titanio e iridio ha ricevuto grande attenzione nel campo del cloro elettrolitico per la sua eccellente resistenza alla corrosione e stabilità. Il rivestimento è composto principalmente da ossido di iridio (come IrO₂). L'IrO₂ presenta un'elevatissima stabilità chimica e buone prestazioni elettrocatalitiche, soprattutto in ambienti acidi e fortemente ossidanti.
Anodo di rutenio iridio titanio
L'anodo in rutenio-iridio-titanio combina la buona attività elettrocatalitica dell'anodo in rutenio con l'eccellente resistenza alla corrosione dell'anodo in iridio. L'anodo in titanio in rutenio-iridio può ridurre efficacemente la sovratensione di sviluppo del cloro e mantenere una buona stabilità.
L'anodo di titanio a ossidi metallici misti si riferisce a un anodo con un rivestimento composito costituito da più ossidi metallici stesi su un substrato di titanio. Oltre agli ossidi metallici sopra menzionati come rutenio, iridio e tantalio, può contenere anche ossidi di metalli preziosi come platino, rodio e palladio, nonché altri ossidi di metalli di transizione (come ferro, manganese, cobalto, ecc.). L'effetto sinergico combinato di questi diversi ossidi metallici migliora in modo complessivo l'attività elettrocatalitica, la resistenza alla corrosione, la conduttività e altre proprietà dell'anodo. Ad esempio, alcuni rivestimenti a base di ossidi metallici misti possono ridurre la sovratensione di sviluppo di cloro, inibendo al contempo il verificarsi di reazioni collaterali e migliorando la purezza del cloro. Regolando opportunamente la proporzione e la struttura di ciascun ossido metallico nel rivestimento, si ottimizza anche l'adattabilità dell'anodo a diverse composizioni elettrolitiche e condizioni di temperatura.
Principio di funzionamento
L'elettrolisi del cloro si basa sul principio della cella elettrolitica. Nella cella elettrolitica, la corrente continua attraversa l'elettrolita (solitamente una soluzione acquosa di cloruro di sodio) e le reazioni di ossidazione e riduzione avvengono rispettivamente all'anodo e al catodo. La reazione di ossidazione avviene all'anodo e gli ioni cloruro (Cl⁻) perdono elettroni e vengono ossidati a cloro gassoso (Cl₂). La reazione di riduzione avviene al catodo e gli ioni idrogeno (H⁺) presenti nella soluzione acquosa acquisiscono elettroni e vengono ridotti a idrogeno gassoso (H₂), producendo al contempo ioni idrossido (OH⁻), che si combinano con gli ioni sodio (Na⁺) presenti nella soluzione per formare idrossido di sodio (NaOH). La formula di reazione complessiva è: 2NaCl + 2H₂O → 2NaOH + H₂↑ + Cl₂↑.
L'anodo di titanio svolge un ruolo elettrocatalitico chiave nell'elettrolisi del cloro. Il rivestimento attivo sulla sua superficie può ridurre la sovratensione della reazione di evoluzione del cloro. La sovratensione si riferisce alla differenza tra il potenziale a cui avviene effettivamente la reazione elettrodica e il potenziale della reazione elettrodica reversibile. La presenza di sovratensione aumenta il consumo energetico del processo di elettrolisi. Il rivestimento attivo dell'anodo di titanio modifica i passaggi intermedi e l'energia di attivazione della reazione, facilitando la perdita di elettroni da parte degli ioni cloruro e l'ossidazione a cloro gassoso sulla superficie dell'anodo. Prendendo ad esempio l'anodo di titanio a base di rutenio, durante il processo di elettrolisi, gli ioni cloruro vengono prima adsorbiti sulla superficie del rivestimento RuO₂, e successivamente avviene il trasferimento di elettroni sotto l'azione del campo elettrico per generare atomi di cloro adsorbiti (Cl₂), che si combinano ulteriormente per formare molecole di cloro gassoso (Cl₂) e desorbite dalla superficie dell'anodo nella soluzione. Questa serie di reazioni può essere eseguita in modo più efficiente sotto l'azione catalitica del rivestimento attivo, riducendo così l'energia richiesta per la reazione di sviluppo del cloro.
La stabilità dell'anodo in titanio è dovuta alla sua struttura unica e alle proprietà del rivestimento. Il substrato in titanio stesso possiede buone proprietà meccaniche e resistenza alla corrosione e può fornire un supporto stabile per il rivestimento attivo. Il rivestimento di ossido metallico sulla superficie formerà un denso film di passivazione durante il processo di elettrolisi. Questo film di passivazione può impedire il contatto diretto del substrato in titanio con l'elettrolita e prevenire la corrosione del titanio. Ad esempio, il rivestimento di IrO₂ sulla superficie dell'anodo in iridio e titanio formerà un film di ossido stabile sulla superficie dell'anodo durante il processo di elettrolisi. Il film di ossido ha una buona stabilità chimica e può resistere alla corrosione di ioni cloruro ad alta concentrazione e di gas di cloro fortemente ossidante. Allo stesso tempo, altri componenti del rivestimento (come Ta₂O₅, TiO₂, ecc.) agiscono in sinergia con IrO₂ per migliorare ulteriormente la stabilità e la protezione del film di passivazione, in modo che l'anodo in iridio e titanio possa mantenere prestazioni stabili e una lunga durata durante l'elettrolisi a lungo termine.
Nell'elettrolisi del cloro, la cinetica di reazione dell'elettrodo ha un'influenza importante sull'efficienza dell'elettrolisi e sulle prestazioni dell'anodo. Il rivestimento attivo sulla superficie dell'anodo in titanio può modificare i parametri cinetici della reazione dell'elettrodo, come la costante di velocità di reazione e il coefficiente di trasferimento. Ottimizzando la composizione e la struttura del rivestimento, è possibile aumentare la velocità di reazione dell'elettrodo, in modo che il processo di elettrolisi possa raggiungere l'equilibrio in tempi più rapidi, migliorando così l'efficienza dell'elettrolisi. Inoltre, la cinetica di reazione dell'elettrodo è strettamente correlata a fattori quali temperatura, concentrazione e portata dell'elettrolita. L'anodo in titanio può adattarsi in una certa misura a diverse condizioni di lavoro. Regolando le prestazioni del rivestimento, può mantenere una buona attività elettrocatalitica e stabilità in diversi ambienti elettrolitici, garantendo un funzionamento efficiente e stabile del processo di elettrolisi.
In quanto materiale fondamentale nel campo del cloro elettrolitico, l'anodo di titanio svolge un ruolo insostituibile nella moderna industria dei cloro-alcali e nei settori correlati, grazie alla sua tipologia unica e ai suoi significativi vantaggi. Diversi tipi di anodi di titanio, come quelli al rutenio, all'iridio, al rutenio-iridio e a ossidi metallici misti, presentano caratteristiche prestazionali diverse e possono soddisfare diverse condizioni di lavoro ed esigenze produttive.
