宝鶏ダイナミックトレーディング株式会社

チタン系貴金属酸化物被覆電極の応用進展

Apr 14, 2023

チタン系貴金属酸化物被覆電極の応用進展

エネルギー不足と環境悪化を背景に、従来の黒鉛陽極と鉛ベースの合金陽極は、高エネルギー消費、短寿命、頻繁なメンテナンスまたは鉛汚染により、化学、冶金、電気めっき、保護、環境保護およびその他の産業の発展を妨げています。 。 したがって人々は、エネルギー消費が低く、寿命が長い新しいコーティングされた陽極の研究に注目しています。 1965 年にビール社は RuO2-TiO2 被覆電極の特許権を取得し、その 3 年後イタリアの De Nora 社が塩素アルカリ産業での産業応用を実現しました。 1973 年に、Bianchi らは IrO2-Ta2O5 被覆電極の特許権を取得しました。 この種のコーティング電極は鋼板の亜鉛めっきに適用されています[1]。 それ以来、チタンベースの貴金属酸化物でコーティングされた電極の応用が新たな章を開きました。 著者は、チタン系貴金属酸化物被覆電極の種類と利点を紹介し、被覆チタン電極の応用の進歩を概観し、適用における既存の問題点を指摘し、被覆チタン電極の開発の方向性を展望した。合理的 貴金属酸化物でコーティングされたチタン電極の適用が参考になります。

1 コーティングチタン電極の種類とメリット

被覆チタン電極は、金属チタンをベースとし、その表面に白金族金属酸化物を主成分とする活性被膜を被覆した金属電極材料の一種です。 通常、コーティングは活性成分と不活性成分から構成されます。 コーティング内のさまざまな活性成分に応じて、電極は一般に RuO2 と IrO2 に分類されます。 チタン基材とコーティングの熱膨張係数の違い、および準備プロセス中の複数の熱サイクルと冷却サイクルにより、コーティングは多孔質でひび割れた形態になります。 鉛ベースの合金陽極やグラファイト陽極と比較して、コーティングされたチタン電極には次の利点があります [3]: (1) 電極サイズが安定しており、電気分解中の電極間隔が一定であるため、電極間の短絡を回避できます。 (2) 酸素発生 (塩素) 電位 (3) 長い耐用年数。 (4) 化学的安定性が高く、カソード製品への汚染がありません。 (5) 軽量で機械的強度が高い。 (6) 形状が作りやすく、精度が高い。 (7) ベースのチタンは繰り返し使用できる。 (8) 高温、高電流密度下でも動作可能です。

2. コーティングチタン電極の応用

RuO2-系被覆チタン電極、IrO2-系被覆チタン電極が塩素アルカリ工業や鉄鋼亜鉛めっき業界に相次いで適用されて以来、被覆チタン電極の応用分野は拡大し続けています。省エネと環境保護の利点が徐々に現れ、塩素アルカリ産業を促進することさえありました。 工業および金属箔材料などの一部の産業の急速な発展。

2.1 化学産業

塩素からアルカリへ

1973 年、私の国の天源化学工場は、塩素アルカリ産業で初めてコーティングされたチタン電極電解槽を使用しました。 1988 年末までに、我が国だけで 2,800 台のコーティングされたチタン電極電解槽が使用されていました。 日本で使用されている被覆チタン電極の面積は 100,{6} 平方メートルですが、世界では最大 100 万平方メートルです。 従来のグラファイトアノードを使用する場合、動作電流は900A・m-2、セル電圧は4.4Vですが、コーティングされたチタン電極を使用すると、電流密度は2000A・m-2まで増加できます。しかし、セル電圧はわずか 3.6V です。 コーティングされたチタン電極はエネルギーを大幅に節約するだけでなく、生産能力も大幅に向上させることがわかります。

2.1.2 次亜塩素酸ナトリウムの製造は工場での操業とは異なり、小型次亜塩素酸ナトリウム生成装置で少量の低濃度次亜塩素酸ナトリウム水溶液を容易に調製できます。 次亜塩素酸ナトリウム生成装置は、構造が簡単、価格が安い、使用とメンテナンスが簡単などの利点により、広く使用されています。 グラファイト陽極を使用した場合、寿命はわずか 1 か月程度と短いですが、RuIrTiSnMn 酸化物被覆チタン電極を使用した場合、寿命は約 5 年です。 さらに、黒鉛陽極から剥離した黒鉛粒子はチャネルを閉塞して発電機の動作に影響を与えることがよくありますが、コーティングされたチタン電極はこれらの問題を回避できます。

 

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