Titanova elektroda je vrsta elektrode, ki temelji na kovinskem titanu in končno tvori plast elektrokatalitskega oksidnega premaza na titanovem substratu s sintranjem in oksidacijo. Imenuje se tudi dimenzionalno stabilna anoda (kratko DSA) zaradi njene fizične stabilnosti dimenzij med uporabo.
Razvrstitev titanovih elektrod
Glede na kemično sestavo in glavne elektrokemijske lastnosti prevleke lahko titanove elektrode grobo razdelimo v naslednje tri kategorije:
Titanova elektroda, prevlečena z rutenijem
Te elektrode imajo nizek prenapetostni razvoj klora in visok prenapetostni nastanek kisika ter se večinoma uporabljajo v različnih primerih nastajanja klora, kot je kloralkalna industrija, katodna zaščita itd. Ta vrsta prevleke elektrode vključuje originalno prevleko iz rutenija in titana (Ru Ti) in Ru Ir Ti, Ru Co Ti, Ru Co Sn Ti, Ru Sn Ti, Ru Si Ti, Ru Ti Zr, Ru Ti La, Ru Ti Ce in drugi premazi, razviti na tej osnovi.
Titanova elektroda brez prevleke iz rutenija
Rutenij je plemenita kovina z visoko ceno in omejenimi zalogami v naravi. Da bi zmanjšali količino Ru in celo popolnoma nadomestili Ru, je bila razvita titanova elektroda, ki ni prevlečena z Ru. Te elektrode imajo na splošno visok potencial za sproščanje kisika. Uspešnejše elektrode vključujejo titanove elektrode, prevlečene s kositrom in antimonom, titanove elektrode, prevlečene s Co3O4, in titanove elektrode, prevlečene s paladijevim oksidom.
Titanova elektroda, prevlečena z iridijem
V nekaterih elektrolitskih procesih, kot je elektrolitska ekstrakcija barvnih kovin, industrija galvanizacije in elektrokemična redukcija za proizvodnjo organskih snovi, je konstrukcijska reakcija anode reakcija sproščanja kisika. Zato upamo, da bomo razvili anodni material z nizkim prenapetostjo sproščanja kisika. V tem ozadju je bila razvita titanova elektroda, prevlečena z iridijem. Ir Co, Ir Ta, Ir Sn, Ir Ta Co, Ir Ru Pd Ti in druge prevleke so primeri takih elektrodnih prevlek. Titanova elektroda, prevlečena z Ir Ta, je najuspešnejša elektroda za sproščanje kisika.
Metode priprave titanovih elektrod so naslednje:
Metoda termične razgradnje
Metoda termične razgradnje običajno vključuje raztapljanje spojin kovinske soli v organskem topilu ali vodni raztopini, nanos raztopine na titanov substrat, segrevanje za izhlapevanje topila in nato visokotemperaturno sintranje za razgradnjo in oksidacijo soli, da dobimo oksidno prevleko. Metode premazovanja vključujejo brizganje, premazovanje z valjčkom ali premazovanje s čopičem. Pršenje in nanašanje z valjčkom sta visoko mehanizirana in primerna za industrijsko proizvodnjo. Delovno okolje je dobro, premaz je razmeroma enakomeren, vendar je izguba tekočine za premaz razmeroma velika. Premaz s čopičem je na splošno uporaben za proizvodnjo v majhnem obsegu. Ta metoda zahteva preprosto opremo in manjšo izgubo premazne raztopine, vendar je delovna intenzivnost visoka, delovno okolje je slabo in premaz pogosto ni enakomeren. Enostavno je pripraviti večkomponentne oksidne elektrode z odlično zmogljivostjo z nadzorom formulacije premaza z metodo termične razgradnje.
Sol-gel metoda
Sol-gel metoda je nova metoda za pripravo premazov, ki temelji na principu koloidne kemije. Lahko pripravi ultrafino zrnate elektrodne prevleke, ki lahko močno povečajo specifično površino površine elektrode. Splošni postopek priprave titanovih elektrod s to metodo je dispergiranje kovinsko-organskih spojin (kot so kovinski alkoksidi) ali anorganskih spojin v topilu, generiranje aktivnega monomera z reakcijo hidrolize, polimerizacija aktivnega monomera, da se ustvari sol, nanos sola na titanov substrat, posušite sol film, da dobite gel film, in nato sintrajte pri določeni temperaturi, da dobite premaz. V primerjavi s tradicionalno metodo termične razgradnje je prevleka elektrod, pripravljena s to metodo, enotna, z bolj finimi zrni in skoraj brez razpok, kar je v zadnjih letih pritegnilo veliko pozornosti.
Elektrodepozicija
Prevlečeno titanovo elektrodo pripravimo z elektrodepozicijo, običajno z uporabo netopne elektrode kot anode, predhodno obdelanega kovinskega titana kot katode, elektrolizo v raztopini, ki vsebuje ustrezne kovinske ione, kovinske ione nanesemo na kovinsko titanovo katodo, posušimo in nato sintramo pri visoki temperaturi, da pridobite prevlečeno titanovo elektrodo. Prevleka, pridobljena s to metodo, je na splošno enakomerna in gosta. Pomanjkljivost te metode je, da je postopek zapleten in ni enostavno izdelati enakomernih velikopovršinskih elektrod.
Metoda razprševanja
Filmi, pripravljeni z naprševanjem, so kompaktni in imajo močan oprijem na podlago. Vendar pa ta metoda zahteva posebno opremo, postopek priprave je razmeroma zapleten, odpad matične lužnice pa relativno velik, kar ni primerno za veliko industrijsko proizvodnjo.
