Producenci i dostawcy anod rutenowo-irydowo-tytanowych w Chinach
Wstitanium dokonało znaczących osiągnięć w dziedzinie anod tytanowych powlekanych rutenem i irydem. Anody te mają niski nadpotencjał, wysoką aktywność katalityczną i dobrą przewodność, i są szeroko stosowane w przemyśle chloro-alkalicznym, oczyszczaniu ścieków, hydrometalurgii i innych dziedzinach.
- Wysoka zawartość irydu
- Średnia zawartość irydu
- Niska zawartość irydu
- Płyta, Siatka, Rura, Dostosowane
- Do galwanizacji
- Do oczyszczania ścieków
- Do elektrolizy wody
- Dla przemysłu chloro-alkalicznego
Fabryka anod rutenowo-irydowo-tytanowych - Wstitanium
Anody tytanowe pokryte rutenem i irydem składają się głównie z rutenu (Ru), irydu (Ir) i tytanu (Ti) i wykorzystują wydajność katalityczną rutenu i doskonałe właściwości antyoksydacyjne irydu. Powłoka składa się zwykle z 8 gramów rutenu i 2 gramów irydu na metr kwadratowy, o grubości około 8 mikronów. Ma dobrą aktywność elektrokatalityczną i odporność na korozję oraz wykazuje doskonałą wydajność w wielu środowiskach elektrolitycznych. Może skutecznie zmniejszyć nadpotencjał reakcji wydzielania tlenu i chloru i jest szeroko stosowana w przemyśle chloro-alkalicznym, produkcji elektrolitycznej chloru, dezynfekcji i innych dziedzinach.
Anoda chlorowa
Stosuje się go w środowiskach o wysokiej zawartości jonów chlorkowych w elektrolicie, takich jak środowisko kwasu solnego, elektroliza wody morskiej, elektroliza wody słonej itp., a głównie powoduje wytrącanie się chloru.
Anoda tlenowa
Jest stosowany w środowisku, w którym elektrolitem jest kwas siarkowy. W procesie elektrolizy uwalniany jest głównie tlen. Ma dobrą aktywność elektrokatalityczną i stabilność w reakcji wydzielania tlenu.
Jest płaski i ma dużą powierzchnię, co może zapewnić więcej miejsc reakcji. Nadaje się do niektórych sytuacji, w których do reakcji wymagane są elektrody o dużej powierzchni, takie jak anody w dużych ogniwach elektrolitycznych.
Jest to struktura rurowa o unikalnym kształcie geometrycznym i cechach przestrzennych. Jest stosowana w niektórych specyficznych urządzeniach elektrolizy, takich jak rurowe reaktory elektrolizy.
Posiada strukturę siatkową. Rozmiar i kształt siatki można zaprojektować zgodnie z różnymi wymaganiami aplikacji. Struktura siatki może poprawić przepływ elektrolitu.
Ma kształt pręta o określonej długości i średnicy. Nadaje się do niektórych sytuacji, w których konieczne jest głębokie zanurzenie w elektrolicie w celu przeprowadzenia reakcji, np. w małych urządzeniach eksperymentalnych do elektrolizy.
Drut
Ma kształt drutu o małej średnicy i dużej powierzchni właściwej, co sprawdza się w niektórych specjalnych zastosowaniach wymagających elektrod o dużym rozmiarze i powierzchni właściwej.
Do syntezy organicznej
Jest stosowany w reakcjach takich jak elektroutlenianie i elektroredukcja niektórych związków organicznych. Poprzez dostosowanie parametrów powłoki można osiągnąć skuteczną katalizę reakcji syntezy organicznej.
Do galwanizacji
Pełniąc funkcję anody, umożliwia reakcję utleniania jonów metalu, gwarantuje prawidłowy przebieg procesu galwanizacji oraz przyczynia się do poprawy jakości i wydajności procesu galwanizacji.
Produkcja na zamówienie Usługi anod rutenowo-irydowo-tytanowych
Wstitanium ma zespół ekspertów, inżynierów i techników w dziedzinie elektrochemii. Członkowie zespołu mają bogatą wiedzę teoretyczną i doświadczenie praktyczne, a także są w stanie nieustannie badać i wprowadzać innowacje w celu opracowania bardziej zaawansowanej technologii anod tytanowych powlekanych rutenem i irydem. Mają oni możliwość zapewnienia zróżnicowanych specyfikacji produktu zgodnie z różnymi potrzebami. Niezależnie od tego, czy chodzi o kształt i rozmiar anody, grubość powłoki, stosunek składu itp. Dostosowywanie anod tytanowych powlekanych rutenem i irydem wymaga kompleksowego rozważenia wielu czynników, od podstawowych właściwości materiału po wymagania dotyczące konkretnych scenariuszy zastosowań i kontrolę procesu produkcyjnego.
Specyfikacje elektrody powlekanej rutenowo-irydowej
| Materiał | Gr1 Tytan jako podłoże, MMO jako powłoka | Gęstość prądu | ＜5,000A/㎡ |
| Rodzaje powłok | RuO2 +IRO2 +X | Czas pracy | 80 H-120 |
| Wymiar i kształt | Płyta, siatka, pręt lub dostosowane | Zawartość metali szlachetnych | 8-13 g / ㎡ |
| Napięcie | ＜ 24V | Grubość powłoki | 8 ~ 15 μm |
Określenie zastosowania
Różne scenariusze zastosowań mają bardzo różne wymagania dotyczące wydajności anod tytanowych powlekanych rutenem i irydem. Na przykład w przemyśle chloro-alkalicznym anoda musi pracować przez długi czas w roztworze chlorku sodu o wysokim stężeniu, co wymaga, aby anoda miała dobrą odporność na korozję jonów chlorkowych i wysoką aktywność wydzielania chloru. W dziedzinie oczyszczania ścieków anoda może wymagać oczyszczania różnych złożonych zanieczyszczeń organicznych i nieorganicznych, co wymaga, aby anoda miała szeroki zakres aktywności elektrokatalitycznej i określoną odporność na zanieczyszczenia. W przemyśle galwanicznym główną funkcją anody jest dostarczanie jonów metali, co wymaga, aby anoda miała stabilne właściwości elektrochemiczne i odpowiednią szybkość rozpuszczania.
Wymagania dotyczące wydajności
Określenie wydajności zgodnie z zastosowaniem jest kluczowym krokiem w dostosowywaniu. Wskaźniki wydajności obejmują, ale nie ograniczają się do gęstości prądu, potencjału elektrody, nadpotencjału wydzielania tlenu, odporności na korozję, okresu użytkowania itp. Na przykład w przypadku zastosowań wymagających dużej gęstości prądu anoda musi mieć dobrą przewodność i wydajność rozpraszania ciepła, aby uniknąć przegrzania i pogorszenia wydajności. W przypadku zastosowań ze ścisłymi wymaganiami dotyczącymi potencjału elektrody skład i grubość powłoki rutenowo-irydowej muszą być precyzyjnie kontrolowane, aby zapewnić, że potencjał anody spełnia wymagania. Podczas określania wskaźników wydajności konieczne jest również uwzględnienie rzeczywistych warunków pracy, takich jak wpływ czynników takich jak temperatura, ciśnienie i stężenie elektrolitu na wydajność anody.
Rozmiar i kształt
Rozmiar i kształt anody tytanowej pokrytej rutenem i irydem również muszą być dostosowane do konkretnego zastosowania. Rozmiar anody może mieć wpływ na jej instalację i układ przestrzenny w urządzeniu. Kształt może mieć wpływ na rozkład prądu i wydajność elektrochemiczną. Na przykład w niektórych dużych ogniwach elektrolitycznych może być konieczne dostosowanie anod płaskich o dużej powierzchni; w niektórych specjalnych reaktorach może być konieczne dostosowanie anod o specjalnych kształtach, takich jak paski, płyty (formaty konwencjonalne, rozszerzone, faliste lub perforowane), folie, kwadraty, druty, pręty, dyski, sztabki i rury.
- Pręty: Możliwość dostosowania średnicy od 10 mm do 50 mm.
- Druty: Zakres średnic od 0.5 mm do 10 mm.
- Rury: Dostępne w średnicach od 10 mm do 200 mm.
- Płyty: Oferowane w grubościach od 0.5 mm do 5 mm.
- Siatki: Opcje grubości od 0.5 mm do 2.0 mm.
Podłoże tytanowe
Czystość i jakość podłoża tytanowego mają istotny wpływ na wydajność anody tytanowej pokrytej rutenem i irydem. Ogólnie rzecz biorąc, jako podłoże należy wybrać przemysłowy czysty tytan (>99.5%) lub stop tytanu o wyższej czystości. Przemysłowy czysty tytan ma dobrą odporność na korozję i wydajność przetwarzania i nadaje się do większości konwencjonalnych scenariuszy zastosowań. Stopy tytanu mogą poprawić swoją wytrzymałość i odporność na korozję poprzez dodanie innych pierwiastków (takich jak aluminium, wanad itp.), co jest odpowiednie do niektórych specjalnych zastosowań o wysokich wymaganiach dotyczących wydajności podłoża. Wybierając podłoże tytanowe, należy również wziąć pod uwagę jakość jego powierzchni, aby zapewnić, że powierzchnia jest płaska i wolna od wad, co zapewni równomierne przyleganie powłoki.
Powłoka rutenowo-irydowa
Materiały powłoki rutenowo-irydowej to głównie związki rutenu i irydu, takie jak tlenek rutenu (RuO₂) i tlenek irydu (IrO₂). Przy określaniu składu powłoki rutenowo-irydowej należy go zoptymalizować zgodnie ze szczegółowymi wymaganiami zastosowania. Mówiąc ogólnie, stosunek rutenu do irydu wpływa na aktywność elektrokatalityczną i odporność powłoki na korozję. Wyższa zawartość irydu może poprawić odporność powłoki na korozję, ale może zmniejszyć jej aktywność elektrokatalityczną; podczas gdy wyższa zawartość rutenu może poprawić aktywność elektrokatalityczną, ale może zmniejszyć odporność na korozję.
Materiały pomocnicze
W procesie dostosowywania anod tytanowych powlekanych rutenem i irydem mogą być również potrzebne pewne materiały pomocnicze, takie jak spoiwa i dodatki katalizatora. Spoiwa są używane w celu zwiększenia siły wiązania między powłoką a podłożem, aby zapewnić, że powłoka nie odpadnie podczas użytkowania; dodatki katalizatora mogą dodatkowo poprawić aktywność elektrokatalityczną powłoki i poprawić wydajność anody. Przy wyborze materiałów pomocniczych należy wziąć pod uwagę ich zgodność z podłożem tytanowym i powłoką rutenem i irydem, a także ich wpływ na wydajność anody.
Produkcja anody tytanowej pokrytej rutenem i irydem
Przed nałożeniem powłoki rutenowo-irydowej podłoże tytanowe musi zostać poddane wstępnej obróbce. Celem wstępnej obróbki jest usunięcie oleju, kamienia, zanieczyszczeń itp. z powierzchni podłoża tytanowego, poprawa czystości i chropowatości powierzchni oraz wzmocnienie siły wiązania między powłoką a podłożem. Typowe metody wstępnej obróbki obejmują szlifowanie mechaniczne, czyszczenie chemiczne, polerowanie elektrochemiczne itp. Szlifowanie mechaniczne może usunąć większe cząsteczki i kamień z powierzchni; czyszczenie chemiczne może usunąć olej i niektóre zanieczyszczenia, które są trudne do usunięcia mechanicznie; polerowanie elektrochemiczne może dodatkowo poprawić płaskość i wykończenie powierzchni.
Wybierz podłoże tytanowe
Wybieraj materiały tytanowe o wysokiej czystości, takie jak czysty tytan przemysłowy Gr1, Gr2 lub stopy tytanu, aby mieć pewność, że charakteryzują się one dobrą odpornością na korozję i przewodnością.
Formowanie
Zgodnie z wymogami projektowymi materiały tytanowe są przetwarzane do wymaganego kształtu i rozmiaru poprzez cięcie, wiercenie, gięcie i inne technologie.
Piaskowanie
Użyj sprężonego powietrza, aby rozpylić cząsteczki piasku na powierzchnię podłoża tytanowego w celu szlifowania udarowego. Powierzchnia tworzy równomierne wżery, poprawia chropowatość i zwiększa przyczepność powłoki.
Poziomowanie / Wyżarzanie
Podgrzanie i ukształtowanie materiału tytanowego w piecu w temperaturze około 500°C, utrzymanie go w cieple przez około 2 godziny, wyeliminowanie naprężeń wewnątrz materiału i poprawa struktury organizacyjnej materiału.
Marynowanie
Umieścić podłoże tytanowe w mieszanym roztworze kwasu, składającym się z kwasu siarkowego, kwasu azotowego i kwasu fluorowodorowego, w celu wytrawienia, aby usunąć warstwę tlenku, rdzę i inne zanieczyszczenia z powierzchni.
Przygotowanie płynów
Rozpuszczalne sole lub związki rutenu i irydu są używane jako główne surowce, takie jak trójchlorek rutenu (RuCl₃) i trójchlorek irydu (IrCl₃). Rozpuszczają się w rozpuszczalniku w określonej proporcji.
Powłoka
Za pomocą pędzla lub pistoletu natryskowego równomiernie nanieść lub rozpylić przygotowany roztwór powłoki na powierzchnię wstępnie obrobionego podłoża tytanowego. Grubość i jednorodność powłoki należy kontrolować podczas pracy.
Wysuszenie
Powlekane podłoże tytanowe musi zostać umieszczone w piecu wysokotemperaturowym w celu spiekania. Temperatura spiekania wynosi zazwyczaj od 450 do 550℃, a czas spiekania wynosi 10–20 minut.
Kontrola jakości
Skład i strukturę krystaliczną powłoki można określić za pomocą skaningowej mikroskopii elektronowej (SEM), analizy widma energetycznego (EDS), dyfrakcji rentgenowskiej (XRD) itp.
Kontrola jakości
Wstitanium przeprowadza surowe kontrole surowców, aby zapewnić, że używane surowce, takie jak podłoża tytanowe, sole organiczne rutenu i irydu, spełniają standardy jakości. Każda partia surowców musi przejść analizę chemiczną, testy wydajności fizycznej i inne elementy kontroli.
Monitorowanie w czasie rzeczywistym wstępnej obróbki podłoża tytanowego, przygotowania powłoki, powlekania, obróbki cieplnej powłoki i innych procesów w celu zapewnienia stabilności i spójności jakości. Jednocześnie przeprowadzana jest regularna konserwacja i kalibracja sprzętu w celu zapewnienia normalnej pracy.
Przeprowadź kontrolę wyglądu anody tytanowej pokrytej rutenem i irydem, aby sprawdzić, czy powierzchnia powłoki jest jednolita i gładka oraz czy występują wady, takie jak pęknięcia i łuszczenie. Przeprowadza się szereg testów wydajności, w tym testy wydajności elektrochemicznej (takie jak testy nadpotencjału, testy wydajności prądowej itp.), testy odporności na korozję (takie jak testy korozji w różnych roztworach elektrolitu itp.), testy grubości powłoki itp.
| Pozycje testowe | Test kondycji | Kwalifikacje |
|---|---|---|
| Łączenie mocy | Taśma klejąca 3M | Brak czarnych śladów na taśmie |
| Zagięcie 180° na okrągłym wale Φ12mm | Brak łuszczenia się na zagięciu | |
| Test jednolitości | Spektrometr fluorescencji rentgenowskiej | ≤15% |
| Grubość powłoki | Spektrometr fluorescencji rentgenowskiej | 2-10μm |
| Potencjał chlorowania | 2000A/m2, nasycenie NaCl, 25±2℃ | ≤1.08V |
| Analityczna szybkość polaryzacji chloru | 200/2000A/m2, Saturation NaCl，25±2℃ | ≤35mV |
| Zwiększona żywotność | 40000A/m2,1mol/L H2SO4,40±2℃ | ≥45h (Ir+Ru 8g) |
| Intensywna nieważkość | 20000A/m2,8mol/L NaOH,95±2℃,electrolysis 4h | ≤10 mg |
Zastosowanie anody tytanowej pokrytej rutenem irydem
Jako doskonały materiał elektrodowy anoda rutenowo-irydowo-tytanowa jest szeroko stosowana w wielu dziedzinach, takich jak przemysł chloro-alkaliczny, oczyszczanie ścieków, przemysł galwaniczny, hydrometalurgia, odsalanie wody morskiej itp. Jej dobra aktywność elektrokatalityczna, wysoka odporność na korozję, niskie napięcie ogniwa i długa żywotność sprawiają, że jest ona niezbędnym i ważnym elementem w dziedzinie elektrochemii.
Przemysł chloro-alkaliczny
Przemysł chloro-alkaliczny jest jednym z najwcześniejszych i najważniejszych obszarów zastosowań anod rutenowo-irydowo-tytanowych. W procesie produkcji chloro-alkalicznej chlor, wodór i wodorotlenek sodu są przygotowywane przez elektrolizę nasyconego roztworu chlorku sodu. Jako materiał anodowy anoda rutenowo-irydowo-tytanowa może skutecznie katalizować reakcję utleniania jonów chlorkowych w celu generowania chloru, poprawy wydajności produkcji i jakości chloru oraz zmniejszenia zużycia energii i kosztów produkcji.
Oczyszczanie ścieków
W dziedzinie oczyszczania ścieków anody rutenowo-irydowo-tytanowe mogą być stosowane do oczyszczania ścieków przez elektrochemiczne utlenianie. Poprzez utlenianie anody zanieczyszczenia, takie jak materia organiczna i azot amonowy w ściekach, mogą zostać utlenione i rozłożone w celu osiągnięcia celu oczyszczania jakości wody. Na przykład podczas oczyszczania ścieków przemysłowych zawierających trudną do degradacji materię organiczną anody rutenowo-irydowo-tytanowe mogą skutecznie poprawić biodegradowalność ścieków i stworzyć warunki do późniejszego oczyszczania biologicznego.
Galwanotechnika
W procesie galwanizacji wydajność anody ma istotny wpływ na jakość powłoki i wydajność galwanizacji. Anody rutenowo-irydowo-tytanowe mają dobrą przewodność i odporność na korozję, mogą zapewnić stabilną gęstość prądu i zagwarantować jednorodność i jakość powłoki. Jednocześnie niższe napięcie ogniwa zmniejsza również zużycie energii podczas procesu galwanizacji.
Hydrometalurgia
W dziedzinie hydrometalurgii anody rutenowo-irydowo-tytanowe mogą być stosowane do elektrolitycznej ekstrakcji i rafinacji metali. Na przykład w procesie elektrolitycznej rafinacji miedzi, cynku i innych metali anody rutenowo-irydowo-tytanowe mogą skutecznie katalizować reakcję anodową i poprawiać czystość i wydajność produkcji metali.
Odsalanie wody morskiej
W procesie elektrochemicznego odsalania wody morskiej anody rutenowo-irydowo-tytanowe mogą być stosowane jako materiały anodowe do usuwania soli z wody morskiej poprzez elektrolizę wody morskiej. Ich dobra odporność na korozję i właściwości elektrokatalityczne umożliwiają im stabilną pracę w środowisku o wysokiej zawartości soli i wysokiej korozyjności, takim jak woda morska, zapewniając skuteczny środek techniczny do odsalania wody morskiej.
Anoda tytanowa pokryta rutenem i irydem VS anoda tytanowa pokryta irydem i tantalem
Anoda tytanowa pokryta rutenem i irydem ma niski potencjał nadnapięciowy, wysoką aktywność katalityczną i dobrą przewodność, jest szeroko stosowana w przemyśle chloro-alkalicznym i niektórych konwencjonalnych procesach elektrochemicznych. Anoda tytanowa pokryta irydem i tantalem nadaje się do scenariuszy zastosowań, w których występują silnie korozyjne media ze względu na doskonałą odporność na korozję, zwłaszcza doskonałą wydajność w specjalnych środowiskach korozyjnych. Wybierając te dwie anody, należy kompleksowo rozważyć takie czynniki, jak wymagania aplikacji, środowisko pracy i opłacalność. W przypadku zastosowań, w których wymagana jest wysoka wydajność i oszczędność energii oraz stosunkowo łagodne środowisko korozyjne, lepszym wyborem może być anoda tytanowa pokryta rutenem i irydem. W przypadku zastosowań w specjalnych środowiskach korozyjnych anody tytanowe powlekane irydem i tantalem mogą zapewnić bardziej niezawodną wydajność i dłuższą żywotność.
| Elementy porównawcze | Anoda tytanowa pokryta rutenem i irydem | Anoda tytanowa pokryta irydem i tantalem |
| Skład powłoki | Składają się głównie z tlenków rutenu i irydu, takich jak RuO₂, IrO₂, itp. | Składa się głównie z tlenków irydu i tantalu, takich jak IrO₂, Ta₂O₅, itp. |
| Obowiązujące środowisko | Stosowane głównie w środowiskach o wysokiej zawartości jonów chlorkowych, takich jak środowisko kwasu solnego, elektroliza wody morskiej, elektroliza solanki itp. | Stosowany głównie w środowisku kwasu siarkowego. |
| Nadpotencjał ewolucji tlenu | Relatywnie wysokie. W niektórych systemach nadpotencjał wydzielania tlenu może być o około 0.1 V – 0.2 V wyższy niż w przypadku anody tytanowej pokrytej irydem i tantalem. | Stosunkowo niskie, zwykle około 1.4 V – 1.6 V. |
| Początkowy potencjał anody | Zwykle około 1.48 V. | Zwykle około 1.51 V. |
| Gęstość prądu roboczego | Może osiągnąć stosunkowo wysoki poziom. Na przykład w metodzie przeponowej produkcji chloru i alkaliów może osiągnąć 17A/dm². | Może wytrzymać bardzo dużą gęstość prądu; w zastosowaniach praktycznych jest ona zbliżona lub wyższa od gęstości prądu anody tytanowej pokrytej rutenem i irydem. |
| Odporność na korozję | Wykazuje dobrą odporność na korozję w silnie korozyjnych środowiskach zawierających chlor. | Posiada doskonałą odporność na korozję w środowiskach silnie utleniających kwasów, takich jak kwas siarkowy. |
| żywotność | W odpowiednich warunkach pracy może trwać ponad 5-7 lat. | W normalnych warunkach eksploatacji ma stosunkowo długą żywotność. Na przykład w zastosowaniu do formowania folii aluminiowej może osiągnąć ponad 9–18 miesięcy. |
| Obszary zastosowań | Przemysł chloro-alkaliczny, produkcja dwutlenku chloru, przemysł chloranowy, przemysł podchlorynowy, dezynfekcja basenów, chlorowanie wody morskiej itp. | Produkcja elektrolityczna metali nieżelaznych, produkcja elektrolitycznego katalizatora srebrnego, oczyszczanie ścieków w zakładach włókienniczych zajmujących się barwieniem i wykańczaniem wełny, produkcja elektrolityczna folii miedzianej, produkcja folii aluminiowej itp. |
| Koszty: | Cena rutenu jest stosunkowo niższa niż cena irydu w surowcach, a całkowity koszt może być nieco niższy niż koszt anody tytanowej pokrytej irydem i tantalem. Ceny popularnych produktów na rynku mogą być tak niskie, jak dziesiątki juanów za zestaw, a są również bardziej zaawansowane produkty niestandardowe o wyższych cenach. | Cena irydu jest stosunkowo wysoka w surowcach i stanowi stosunkowo dużą część powłoki. Po dodaniu czynnika tantalu całkowity koszt jest stosunkowo wysoki. Według danych z 2023 r. cena jednostkowa irydu jest około 4 razy wyższa niż cena rutenu. |
Wraz z ciągłym postępem nauki i technologii oraz rosnącym popytem na materiały elektrodowe o wysokiej wydajności, badania i zastosowania anod rutenowo-irydowo-tytanowych będą nadal pogłębiane i rozszerzane. Poprzez optymalizację formuł powłok i procesów przygotowania, rozszerzanie obszarów zastosowań i obniżanie kosztów, anody rutenowo-irydowo-tytanowe będą odgrywać ważniejszą rolę w przyszłej dziedzinie elektrochemii i wniosą większy wkład w produkcję przemysłową i ochronę środowiska.
