Титановият електрод е вид електрод, който се основава на метален титан и накрая образува слой от електрокаталитично оксидно покритие върху титановия субстрат чрез синтероване и окисляване. Нарича се още анод със стабилни размери (съкратено DSA) поради стабилността на физическите размери по време на употреба.
Класификация на титаниеви електроди
Според химичния състав и основните електрохимични свойства на покритието, титаниевите електроди могат грубо да се разделят на следните три категории:
Титанов електрод с покритие от рутений
Тези електроди имат нисък свръхпотенциал за отделяне на хлор и висок свръхпотенциал за отделяне на кислород и се използват главно в различни случаи на отделяне на хлор, като хлоралкална промишленост, катодна защита и др. Този тип покритие на електродите включва оригиналното рутениево-титаново покритие (Ru Ti) и 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 и други покрития, разработени на тази основа.
Титанов електрод без покритие от рутений
Рутеният е благороден метал с висока цена и ограничени запаси в природата. За да се намали количеството на Ru и дори напълно да се замени Ru, е разработен титанов електрод без покритие от Ru. Тези електроди обикновено имат висок свръхпотенциал за отделяне на кислород. По-успешните електроди включват титанови електроди, покрити с калай и антимон, титанови електроди, покрити със шпинел Co3O4, и титанови електроди, покрити с паладиев оксид.
Титанов електрод с иридиево покритие
При някои електролитни процеси, като електролитно извличане на цветни метали, галванопластика и електрохимична редукция за получаване на органични вещества, проектната реакция на анода е реакцията на отделяне на кислород. Следователно се надяваме да разработим аноден материал с нисък свръхпотенциал за отделяне на кислород. Покритият с иридий титанов електрод е разработен на този фон. Ir Co, Ir Ta, Ir Sn, Ir Ta Co, Ir Ru Pd Ti и други покрития са примери за такива електродни покрития. Титановият електрод с Ir Ta покритие е най-успешният електрод за отделяне на кислород.
Методите за приготвяне на титаниеви електроди са както следва:
Метод на термично разлагане
Методът на термично разлагане обикновено включва разтваряне на метални солни съединения в органичен разтворител или воден разтвор, покриване на разтвора върху титанов субстрат, нагряване за изпаряване на разтворителя и след това синтероване при висока температура за разлагане и окисляване на солите за получаване на оксидно покритие. Методите за нанасяне на покритие включват пръскане, нанасяне с валяк или нанасяне с четка. Пръскането и нанасянето с валяк са силно механизирани и подходящи за промишлено производство. Работната среда е добра и покритието е сравнително равномерно, но загубата на течност за покритие е сравнително голяма. Покритието с четка обикновено е приложимо за дребномащабно производство. Този метод изисква просто оборудване и по-малко загуби на разтвор за покритие, но интензивността на труда е висока, работната среда е лоша и покритието често не е еднородно. Лесно е да се приготвят многокомпонентни оксидни електроди с отлична производителност чрез контролиране на състава на покритието чрез метода на термично разлагане.
Сол-гел метод
Сол-гел методът е нов метод за получаване на покрития, базиран на принципа на колоидната химия. Той може да подготви ултра фино зърнесто електродно покритие, което може значително да увеличи специфичната повърхност на повърхността на електрода. Общият процес на приготвяне на титаниеви електроди по този метод е да се диспергират металоорганични съединения (като метални алкоксиди) или неорганични съединения в разтворителя, генериране на активен мономер чрез реакция на хидролиза, полимеризиране на активния мономер за генериране на зол, покриване на зола върху титанов субстрат, изсушете золния филм, за да получите гел филм, и след това синтеровайте при определена температура, за да получите покритието. В сравнение с традиционния метод на термично разлагане, покритието на електродите, получено по този метод, е еднородно, с по-фини зърна и почти без пукнатини, което привлече много внимание през последните години.
Електроотлагане
Покритият титанов електрод се приготвя чрез електроотлагане, като обикновено се използва неразтворим електрод като анод, предварително обработен метален титан като катод, електролиза в разтвор, съдържащ съответните метални йони, металните йони се отлагат върху метален титанов катод, изсушават се и след това се синтероват при висока температура до получаване на покрит титанов електрод. Покритието, получено по този метод, обикновено е равномерно и плътно. Недостатъкът на този метод е, че процесът е сложен и не е лесно да се направят еднакви електроди с голяма площ.
Метод на разпръскване
Филмите, получени чрез разпрашване, са компактни и имат силна адхезия към субстрата. Въпреки това, този метод изисква специално оборудване, процесът на приготвяне е сравнително сложен и отпадъците от матерната луга са сравнително големи, което не е подходящо за широкомащабно промишлено производство.
