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杨桂林、黄君明等人的钌钛图层改进方案

发布时间: 2023-01-03 浏览:749

  杨桂林、黄君明等人提供 RuSnTi 配方:

  (1) RuCl3. 2.5H,0(38.6% Ru) 1192g,SnCI2(无水)574g,钛酸丁酯 5580mL,35% HCI 760mL,正丁醇 11220mL;

  (2) RuCl3 37.4mg, Ti (RuO)4 114.8mg,36% HCI 2滴,SnCI4·5H20 1mg,正丁醇 1.3mL。150℃下烘干5min,450% 热氧化15min,最后一次烧结 1h。

  SnO2是半导体活性材料之一,具有高导电率、高机械强度和良好的耐腐蚀性能。钌钛涂层中加入锡,增加了电催化物的量,有利于提高涂层活性和延长工作寿命。

  钌钛锡涂层优点是,析氯电位低,饱和盐水溶液,20A/dm2下,RuTi 涂层析氯电位为 1.124V(vs.SCE),而 RuSnTi涂层为1.470V;析电位高,0.5mol/L H_S02                                   20A/dm2下,RuTi层析氧电位为 1. 346V(ts.SCE),而 RuSnTi 涂层为1.470*:氯电位差值大,RuTi 涂层为 0.222V,而 RuSnTi涂层为0.374V意味着锡组分的加入,可抑制氧的析出,对降低氯中含目有利。

  通常是用在饱和盐水溶液中测定的阳极极化率——塔菲尔常数b 值来比较不同电极材料的电催化活性。钉钛涂层为 50 ~100mV,钌锡钛涂层为 24~50mV,比钌钛涂层低,说明钌钛涂层中加入锡后,可降低氯离子放电活化能,即氯离子在获得较低的能量就可在阳极表面上放电。

  SnO2不仅具有导电性能,而且有陶瓷性,能与钛基体牢牢结合。涂层中加入锡组分能与钛基体形成 Ti6Sn5金属间化合物,加强基体与活性涂层的附着力,因此不仅使涂层不易脱落,同时也保护了钛基体不被氧化,避免了高阻性的 TiO2氧化膜的生成,从而延长了电极的工作寿命。

  对已制备好的含锡电极用扫描电镜观察表面形貌,发现比钌钛涂层表面平滑和致密,具有较小的裂缝和细孔。这样的涂层作为阳极使用时,可减少电解质通过涂层的裂缝和孔隙渗透,使钛基体不易形成 TiO2电阻膜。这样对延长电极工作寿命也有利。

  析氯析氧极化曲线如图 3-10 所示。在低电流密度范围,氧氯电位差较小,随着电流密度升高,差值越来越大,与 RuTi电极的极化曲线相比(见图 3-8),RuSnTi 电极氧氯电位差大与 RuTi 电极的,因此使用 RuSnTi 电极更有利于抑制氧的析出。

  0. 5mol/L H2SO4, 100A/dm2下,钌钛涂层快速放氧寿命为800~1500min,而钌锡钛涂层为 1600~2500min。一般说来,快速放氧寿命长,在盐水电解中使用寿命也长。

  钌钛锡涂层电极电槽在天津化工厂、上海天原化工厂用于氯碱生产中;在承德化工厂、响水县黄海化工厂用于氯酸钠生产中,工作寿命都超过 3 年。


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