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张招贤的钌钛图层改进方案

发布时间: 2023-01-03 浏览:750

  如前所述,根据Beer配方制得RuO2:TiO2=30:70(摩尔比)活性涂层,被认为在盐水电解析氯反应中具有高的电催化活性和稳定性。

  Comninellis认为,以RuO2·TiO2而言,最稳定是在x(RuO2)= 20%时,正是固溶体组分范围。

  张招贤对 x(TiO2)= 80%、x(RuO2)= 20%配方进行研究,并与石墨电极、经典的 RuTiO,涂层电极进行对比。

  a x(TiO2):x(RuO2)= 80:20 组分的TiO2·RuO2钛电极制备涂层配方,RuCl3 1g,Ti(RuO)4 5mL,HCI 1mL,正丁醇13mL。开始两次,420℃下热氧化10min,从第3次开始,450℃下热氧化10min,直至涂液涂敷完。最后在 350℃下烧结1h。即制得x(TiO2):x(RuO2)= 80:20组分的TiO2.RuO2图层钛电极。

  b强化寿命试验

  强化寿命试验条件:0.5mol/L H2S04,2A/cm2,<40℃。

  研制的x(TiO2):x(RuO2)= 80:20 组分的 TiO2·Ro02)钛电极寿命为16.5h,而经典的x(TiO2):x(RuO2)= 70:30组的TiO2·RuO2钛电极寿命仅为5.3h,强化寿命增长约3倍。

  c 析氯电位测试

  电解液为饱和食盐水溶液,即每 1L 含 NaCl 315g,异极距3mm,参比电极为 232 型饱和甘汞电极,对电极为钛电极。

  析氯电位测试前,在 400A/m2下电解 30min。

  不同电流密度下测得的石墨电极、摩尔比为 70:30组分的Ti02*RuO2钛电极摩尔比为 80:20 组分的 TiO2·Ru02钛电极的槽电压、析氯电位列于表 3-7 中。

  表3-7各种电极析氯电位值

  根据表 3-7 数据画出各种电极的极化曲线图,见图3-9。

  图3-9各种电极析氯极化曲线

  从表3-7数据和图3-9析氯极化曲线图可以看出RuTi电极导电性能均优于石墨电极,工作电流密度 800A/㎡,及1500A/㎡时,槽电压降低0.4 ~0.5V。各种电流密度下,RuTi电极的析氯电位值均低于石墨电极,低 200 ~300mV,而x(TiO2):x(RuO2)=80:20 组分 TiO2·RuO2涂层钛电极析氯电位值更低一些,说明其析氯电催化活性最高。

  d析氧电位测试

  电解液中 H2S04 0.5mol/L,异极距3mm,参比电极为硫酸亚汞电极,对电极为钛电极。

  测试前,在500A/㎡下电解30min。

  不同电流密度下测得的 x(TiO2):x(RuO2)= 70:30 组分Ti02· RuO2涂层钛电极、x(Ti02):x(RuO2)= 80 : 20 组分TiO2·RuO2涂层钛电极的槽电压、析氧电位列于表3-8中。

  表38 TiO2- RuO2电极析氧电位值

  的TiO,·RuO,涂层钛电极的槽电压、析氧电位值稍微低于摩着

  从表3-8 数据看到,各种电流密度下,组分为80:20摩尔比的70:30 组分的 TiO2·RuO2钛电极。

  与经典的 x(TiO2):x(RuO2)= 70:30 组分钛电极相比较,所研制的x(TiO2):x(RuO2)= 80:20 组分涂层钛电极在槽电压、析氯电位、析氧电位均相差不大,只是强化寿命长些,增了约3倍。

  文献[42〕介绍日本在食盐电解工业中使用钛阳极的情况。

  盐水电解工业开发了钛基铂族金属氧化物电极,其析氯催化活性高,能使用15 年以上。

  电极涂层组分:x(TiO2):x(RuO2)= 60:40,析氯电流效率为92%;x(TiO2):x(RuO2):x(IrO2)= 60:20:20,析氟电效率为93%。


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