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        張招賢的釕鈦圖層改進方案

        發布時間: 2023-01-03 瀏覽:554

          如前所述,根據Beer配方制得RuO2:TiO2=30:70(摩爾比)活性涂層,被認為在鹽水電解析氯反應中具有高的電催化活性和穩定性。

          Comninellis認為,以RuO2·TiO2而言,最穩定是在x(RuO2)= 20%時,正是固溶體組分范圍。

          張招賢對 x(TiO2)= 80%、x(RuO2)= 20%配方進行研究,并與石墨電極、經典的 RuTiO,涂層電極進行對比。

          a x(TiO2):x(RuO2)= 80:20 組分的TiO2·RuO2鈦電極制備涂層配方,RuCl3 1g,Ti(RuO)4 5mL,HCI 1mL,正丁醇13mL。開始兩次,420℃下熱氧化10min,從第3次開始,450℃下熱氧化10min,直至涂液涂敷完。最后在 350℃下燒結1h。即制得x(TiO2):x(RuO2)= 80:20組分的TiO2.RuO2圖層鈦電極。

          b強化壽命試驗

          強化壽命試驗條件:0.5mol/L H2S04,2A/cm2,<40℃。

          研制的x(TiO2):x(RuO2)= 80:20 組分的 TiO2·Ro02)鈦電極壽命為16.5h,而經典的x(TiO2):x(RuO2)= 70:30組的TiO2·RuO2鈦電極壽命僅為5.3h,強化壽命增長約3倍。

          c 析氯電位測試

          電解液為飽和食鹽水溶液,即每 1L 含 NaCl 315g,異極距3mm,參比電極為 232 型飽和甘汞電極,對電極為鈦電極。

          析氯電位測試前,在 400A/m2下電解 30min。

          不同電流密度下測得的石墨電極、摩爾比為 70:30組分的Ti02*RuO2鈦電極摩爾比為 80:20 組分的 TiO2·Ru02鈦電極的槽電壓、析氯電位列于表 3-7 中。

          表3-7各種電極析氯電位值

          根據表 3-7 數據畫出各種電極的極化曲線圖,見圖3-9。

          圖3-9各種電極析氯極化曲線

          從表3-7數據和圖3-9析氯極化曲線圖可以看出RuTi電極導電性能均優于石墨電極,工作電流密度 800A/㎡,及1500A/㎡時,槽電壓降低0.4 ~0.5V。各種電流密度下,RuTi電極的析氯電位值均低于石墨電極,低 200 ~300mV,而x(TiO2):x(RuO2)=80:20 組分 TiO2·RuO2涂層鈦電極析氯電位值更低一些,說明其析氯電催化活性最高。

          d析氧電位測試

          電解液中 H2S04 0.5mol/L,異極距3mm,參比電極為硫酸亞汞電極,對電極為鈦電極。

          測試前,在500A/㎡下電解30min。

          不同電流密度下測得的 x(TiO2):x(RuO2)= 70:30 組分Ti02· RuO2涂層鈦電極、x(Ti02):x(RuO2)= 80 : 20 組分TiO2·RuO2涂層鈦電極的槽電壓、析氧電位列于表3-8中。

          表38 TiO2- RuO2電極析氧電位值

          的TiO,·RuO,涂層鈦電極的槽電壓、析氧電位值稍微低于摩著

          從表3-8 數據看到,各種電流密度下,組分為80:20摩爾比的70:30 組分的 TiO2·RuO2鈦電極。

          與經典的 x(TiO2):x(RuO2)= 70:30 組分鈦電極相比較,所研制的x(TiO2):x(RuO2)= 80:20 組分涂層鈦電極在槽電壓、析氯電位、析氧電位均相差不大,只是強化壽命長些,增了約3倍。

          文獻[42〕介紹日本在食鹽電解工業中使用鈦陽極的情況。

          鹽水電解工業開發了鈦基鉑族金屬氧化物電極,其析氯催化活性高,能使用15 年以上。

          電極涂層組分:x(TiO2):x(RuO2)= 60:40,析氯電流效率為92%;x(TiO2):x(RuO2):x(IrO2)= 60:20:20,析氟電效率為93%。


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