文章摘要: 鈦陽極電解運(yùn)行過程當(dāng)中,工作壽命有一定的周期。當(dāng)電壓升高到幾乎沒有電流流過時(shí),鈦陽極將失去其功能,這被稱為鈦陽極鈍化。鈦陽極鈍化有幾個(gè)原因,比如涂層剝落等。1)涂層剝落:鈦陽極由鈦基體和活性涂層組成,只有活性涂層起到電化學(xué)反應(yīng)的作用。如果涂層
鈦陽極電解運(yùn)行過程當(dāng)中,工作壽命有一定的周期。當(dāng)電壓升高到幾乎沒有電流流過時(shí),鈦陽極將失去其功能,這被稱為鈦陽極鈍化。鈦陽極鈍化有幾個(gè)原因,比如涂層剝落等。
1)涂層剝落:鈦陽極由鈦基體和活性涂層組成,只有活性涂層起到電化學(xué)反應(yīng)的作用。如果涂層和基體不夠堅(jiān)固,鈦陽極從基體上剝離到一定程度就會失去作用。(分為壓碎剝落、凸肚剝落和開裂剝落。)
2)涂層有裂紋
電解過程當(dāng)中,在鈦陽極處產(chǎn)生新的生態(tài)氧,其中一部分在活性涂層與電解液的界面放電,然后離開電極表層產(chǎn)生氧氣進(jìn)入溶液;由于活性涂層中存在裂紋,另一部分氧氣被吸附在電極表層,通過擴(kuò)散或遷移的方式通過活性涂層到達(dá)涂層與鈦基體的界面。然后,氧被化學(xué)吸附在鈦襯底表層,與鈦形成不導(dǎo)電的氧化膜(二氧化鈦),造成pn結(jié)的反向電阻?;蛘唠娊庖和ㄟ^涂層裂紋侵入,鈦基體緩慢氧化,與活性涂層的界面被腐蝕,造成活性涂層脫落,造成鈦陽極電位升高。電位的增加進(jìn)一步促進(jìn)了涂層的溶解和鈦基體的氧化。
3)RuO2溶解
如果氧氣的產(chǎn)生減少,氧化膜的形成可以減慢。當(dāng)電解總電流密度增加時(shí),氯 氣生成速率的增加遠(yuǎn)大于氧氣生成速率,因此電流密度的增加有利于氯 氣中氧氣含量的下降。
有學(xué)者認(rèn)為,鈦基體先預(yù)氧化形成氧化膜,可以增加活性涂層與鈦基體的附著力,使涂層堅(jiān)固,避免釕脫落,但也會造成鈦陽極歐姆降的增加。
4)氧化物飽和度
活性涂層由非化學(xué)計(jì)量的RuO2-x和TiO2-x組成,屬于缺氧氧化物,其中x約為0.01 ~ 0.02.非化學(xué)計(jì)量的氧化物是氯 氣排放的真正活化中心。這種氧化物越多,活性中心越多,電極活性越好。
涂層鈦陽極的電導(dǎo)率是由相同晶型的二氧化釕和二氧化鈦熱處理形成的扭曲的N型混合晶體的性能,其中存在一些氧空位。當(dāng)這些氧空位被氧填滿時(shí),超電勢迅速上升,造成鈍化。
涂層鈦陽極的失效原因
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