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钛电极表面导电改性新方法

2019-8-2 17:50:36      点击:
 1. 前言
自从1965年Beer首次开发出了钛基二氧化钌涂层阳极以来,电化学用DSA(Dimensinal Stable Anode)材料发生了革命性的变化,由传统的石墨阳极、铂阳极(或镀铂阳极)、铅及其合金阳极等,逐步发展为以钛为基材进行表面催化改性的新型阳极材料(Surface Modified Catalytic Titanium Anode)。
此外,人们还利用钛表面上电沉积金属物易剥离的特点,将纯钛用作可剥离阴极材料(如制造铜箔的阴极棍、电解精炼金属的母板等)。在废物回收和污水治理、处理领域,钛正逐步成为常用的阴极材料之一。
钛不论是用作阳极材料、还是阴极材料,都要求纯钛的表面有良好的电子导电性。然而,钛是一种易钝化金属,在大气、甚至是在多数的酸性水溶液(含氟的酸例外)中,钛的表面极易生成导电不良的氧化膜,增加了钛电极表面的接触电阻。接触电阻的存在不仅额外增加了能耗、降低阳极使用寿命,也改变了电解槽槽压的可控性,甚至改变了电极反应的种类。因此,在钛电极产品的生产过程中,均需要在钛电极与回流排的搭接面上,镀覆一层导电性能良好、不易钝化的金属表面层。
2. 钛表面导电镀层的种类
铂是一种化学性质稳定的金属材料。早期电化学工业中使用的不溶性阳极多由纯铂制造。由于金属铂价格昂贵,除非有特殊要求,一般多用镀铂电极代替纯铂电极使用(如电导分析用的镀铂电极或铂黑电极等)。伴随着钛材工业的发展,表面镀铂的钛电极(如镀铂钛板、镀铂钛网等)的应用越来越普遍。
早在1997年,西北工业大学就将其开发的FJY低温镀铂技术,应用于钛基阳极槽、钛基DSA电极背板表面的局部导电改性(下图中的圆环部分即是镀铂层)。