钛基二氧化锰涂层的特性之阳极电位

　　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

　　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。

　　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。