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钛基二氧化锰涂层的特性之阳极电位

发布时间: 2022-12-02 浏览:512

  由于钛的电导率低(为铜电导率的 3.1%),基体厚度为8~10mm 时,钛基体的电位降为 50~70mV。Mn02涂层的厚度为1~2mm 时,在运转 10~15 天后,氧化物中氧的含量从 MnO1.87变化为 MnO1.96,同时电流载体(电子)量减少,二氧化锰电阻增加到原来的 1. 5 倍,此时的电位降为 20~40mV。最主要的是钛基体和 MnO2涂层之间的接触电阻造成 Ti/ MnO2阳极的阳极电位高于 PbAg 阳极,如图 3-3 所示,高约 0.1~0.2V。钛基体和MnO2涂层接触面中的电阻增加是由于扩散的氧对钛的氧化而引起的,由于氧化钛和二氧化锰的电子逸出功不同,因此在氧化钛中会生成贫化层,贫化层的厚度取决于氧化钛的电子逸出功和导电率的比例。阳极极化过程中,二氧化锰中的氧含量增加促使二氧化锰的电子逸出功增加,这会引起接触物体中电子的重新分配,并引起贫化层厚度增加,从而导致电极阳极电位升高。

  图 3-3 在电流密度为 500A/㎡时 TV/MnO2阳极电极电位

钛基二氧化锰涂层的特性之阳极电位

  随时间的变化(1mol/L H2S04,25~30℃)

  1一无中间层;2—铂 1.5μm;3一化学热处理法制取的 TiN;

  4—爆炸复合法涂敷的 TiN;5—PbAg 阳极

  防止接触电阻增加比较好的方法是使用镀铂的钛,但镀铂要使用昂贵的铂。其他方法是在基体表面生成钛和非贵金属的化合物,特别有效的是钛和氮生成的化合物(TiN),即钛基体和纯氮在 900~1000℃下化学热处理 2h,但钛基体可能变形和氧化。而可靠和有前途的是使用爆炸复合法、等离子喷涂法和离子氮化法涂敷氮化钛。

  有中间层的 Ti/MnO2阳极电位低于 PbAg 阳极的,低约0.15~0.2V,且在运转过程中几乎不变化。

  过电位

  电极反应的催化活性通常根据交换电流密度 i0的大小进行判断,但是,对于析氧反应,一般来说 i0很小,所以在多数情况下是用一定电流密度下的过电位的大小进行比较。

钛基二氧化锰涂层的特性之阳极电位

  二氧化锰电极和各种电极材料的氧过电位值见表 3-2。

  表3-2 1mol/ L KOH 中各种电极的氧过电位过电位

  从表 3-2 中数据可以看到,Ti/RuOx/MnOx电极的氧过电位比较低,与 TVRuOx电极和 Ti/IOx电极接近,远远低于铂、石墨、铅电极。


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