تصنيف الأنودات التيتانيوم

الأنود القابل للذوبان والأنود غير القابل للذوبان

يلعب الأنود القابل للذوبان دور تكملة أيونات المعادن وتوصيل الكهرباء في عملية التحليل الكهربائي، بينما يلعب الأنود غير القابل للذوبان دور توصيل الكهرباء فقط. أقدم الأنودات غير القابلة للذوبان كانت أنودات الجرافيت والرصاص. في السبعينيات، بدأ استخدام أنودات التيتانيوم في صناعات التحليل الكهربائي والطلاء الكهربائي كتقنية جديدة. يمكن تقسيم الأنودات غير القابلة للذوبان إلى فئتين: أنودات الكلور وأنودات الأكسجين. تستخدم أنودات الكلور بشكل رئيسي في أنظمة إلكتروليت الكلوريد. يتم إطلاق غاز الكلور من الأنود أثناء عملية الطلاء الكهربائي، لذلك تسمى أنودات الكلور؛ تستخدم أنودات الأكسجين بشكل رئيسي في الكبريتات والنترات والهيدروسيانات وأنظمة الإلكتروليت الأخرى. يتم إطلاق الأكسجين من الأنود أثناء عملية الطلاء الكهربائي، لذلك تسمى أنودات الأكسجين. أنودات سبائك الرصاص هي أنودات تطور الأكسجين، وأنودات التيتانيوم لها تطور الأكسجين أو تطور الكلور أو كلتا الوظيفتين وفقًا للطلاءات الحفزية السطحية.

أنودات التيتانيوم لصناعة الكلور والقلويات
بالمقارنة مع أقطاب الجرافيت، جهد التشغيل لأنودات الجرافيت هو 8A/DM2 في إنتاج الصودا الكاوية بطريقة الحجاب الحاجز، ويمكن مضاعفة الأنود المطلي إلى 17A/DM2. وبهذه الطريقة يمكن مضاعفة المنتج تحت نفس البيئة الالكتروليتية وتكون جودة المنتج عالية ونقاء الكلور عالي.

أنود التيتانيوم للطلاء الكهربائي
الأنود غير القابل للذوبان للطلاء الكهربائي عبارة عن طلاء أكسيد المعدن الثمين ذو الأداء التحفيزي الكهروكيميائي العالي المطلي على ركيزة من التيتانيوم (شبكة، لوحة، شريط، أنبوب، إلخ)، ويحتوي الطلاء على أكسيد معدني صمامي ذو ثبات عالي. يحتوي أنود التيتانيوم الجديد غير القابل للذوبان على طاقة تحفيزية كهروكيميائية عالية، كما أن قدرة تطور الأكسجين الزائدة أقل بنحو 0.5 فولت من تلك الموجودة في أنود سبائك الرصاص غير القابلة للذوبان. إنه يتميز بتوفير كبير للطاقة، ثبات عالي، عدم تلوث محلول الطلاء، وزن خفيف، وسهولة الاستبدال. إن القدرة الزائدة لتطور الأكسجين في أنود التيتانيوم الجديد غير القابل للذوبان هي أيضًا أقل من مثيلتها في الأنود غير القابل للذوبان المطلي بالبلاتين، لكن العمر الافتراضي يزداد بأكثر من مرة واحدة. يتم استخدامه على نطاق واسع كأنود أو أنود مساعد في عمليات الطلاء الكهربائي المختلفة، ويمكن أن يحل محل الأنودات التقليدية المصنوعة من سبائك الرصاص. في ظل نفس الظروف، يمكن أن يقلل من جهد الخلية ويوفر استهلاك الطاقة؛ يتمتع أنود التيتانيوم غير القابل للذوبان بثبات جيد (كيميائي، كهروكيميائي) أثناء عملية الطلاء الكهربائي وله عمر خدمة طويل. يستخدم هذا الأنود على نطاق واسع في الطلاء الكهربائي للمعادن غير الحديدية مثل طلاء النيكل، طلاء الذهب، طلاء الكروم، طلاء الزنك، وطلاء النحاس.

أنود الرصاص وسبائك الرصاص
أنود سبائك الرصاص هو أنود تطور الأكسجين. المنحل بالكهرباء لتفاعل تطور الأكسجين هو حمض الكبريتيك والكبريتات، والذي يستخدم بشكل رئيسي في علم المعادن التحليل الكهربائي. يوجد عيب في هذا الأنود وهو أن الأبعاد الهندسية ستتغير أثناء عملية التحليل الكهربائي. أثناء عملية التحليل الكهربائي، يتم تحويل مصفوفة أنود الرصاص أولاً إلى كبريتات الرصاص ثم إلى أكسيد الرصاص. كبريتات الرصاص هي طبقة وسيطة، وهي عازلة وتعمل كحاجز كيميائي لحماية مصفوفة الرصاص الداخلية في بيئة حمض الكبريتيك. أكسيد الرصاص هو قطب كهربائي بالمعنى الفعلي على الطبقة الخارجية، حيث يحدث تفاعل تطور الأكسجين. إن إمكانات تطور الأكسجين لأكسيد الرصاص عالية جدًا وترتفع بسرعة مع زيادة كثافة التيار. يتم تحديد هذه الخاصية لأنود سبيكة الرصاص من خلال الخصائص المتأصلة في مادة الطبقة الخارجية من أكسيد الرصاص - أكسيد الرصاص هو موصل رديء للكهرباء. بالإضافة إلى ذلك، أثناء عملية التحليل الكهربائي، يستمر الأداء الكهروكيميائي لهيكل أنود أكسيد الرصاص في الاضمحلال، ويؤدي توليد إجهاده الداخلي إلى سقوط الأكسيد طبقة تلو الأخرى. بالإضافة إلى ذلك، يؤدي توليد بيروكسيد الرصاص أيضًا إلى ذوبان الأكسيد بشكل مستمر. يتم تحويل كبريتات الرصاص كطبقة وسيطة إلى أكسيد الرصاص مرة أخرى، لتصبح مادة نشطة جديدة للتحفيز الكهربائي للأكسيد الخارجي، ويتم أكسدة مصفوفة الرصاص الداخلية مرة أخرى لتشكيل طبقة واقية وسيطة جديدة من كبريتات الرصاص. لذلك، أثناء عملية التحليل الكهربائي، يستمر الرصاص وعناصر سبائكه في الذوبان في المنحل بالكهرباء وترسب، مما يسبب تلوث المحلول (ترسيب كيميائي في المحلول) وتلوث منتج الكاثود (ترسيب كهربي للملوثات على سطح الكاثود، ونقاء النحاس المحلل كهربيًا لا يمكن ضمانها بشكل جيد).

أنود التيتانيوم المطلي
أنود التيتانيوم المطلي، والمعروف باسم DSA (الأنود المستقر الأبعاد)، والمعروف أيضًا باسم DSE (القطب المستقر الأبعاد)، هو نوع جديد من مواد الأنود غير القابلة للذوبان التي تم تطويرها في أواخر الستينيات. يتم استخدام أنود التيتانيوم المطلي بـ DSA بشكل رئيسي في قسمين رئيسيين: الكيمياء الكهربائية وعلم المعادن الكهربائي.
تشمل مجالات تطبيق أنود التيتانيوم المطلي بـ DSA: صناعة الكلور والقلويات، وإنتاج الكلورات، وإنتاج الهيبوكلوريت، وإنتاج البيركلورات، والتحليل الكهربائي للكبريتات، والتخليق العضوي التحليلي، والاستخلاص الكهربائي للمعادن غير الحديدية، وإنتاج محفز الفضة التحليل الكهربائي، ورقائق النحاس التحليل الكهربائي، والتحليل الكهربائي. استخلاص أكسدة الزئبق، التحليل الكهربائي للمياه، تحضير ثاني أكسيد الكلور، معالجة مياه الصرف الصحي في المستشفيات، مصنع الطلاء الكهربائي بالسيانيد معالجة مياه الصرف الصحي، تطهير المياه المنزلية وأواني الطعام، معالجة المياه المتداولة لتبريد محطة توليد الكهرباء، صباغة مصنع غزل الصوف وتشطيب معالجة مياه الصرف الصحي، معالجة المياه الصناعية، التحضير الكهربائي للمياه الحمضية والقلوية، طلاء النحاس بالزنك، طلاء الروديوم، طلاء البلاديوم، طلاء الذهب، طلاء الرصاص، تحلية مياه البحر بالتحليل الكهربائي، إعداد التحليل الكهربائي لهيدروكسيد رباعي ميثيل الأمونيوم، التحليل الكهربائي للملح المنصهر، إنتاج البطاريات، الحماية الكاثودية، وإنتاج الرقائق السالبة، وأكسيد رقائق الألومنيوم، وما إلى ذلك. ويشارك التطبيق على نطاق واسع في الصناعة الكيميائية، والمعادن، ومعالجة المياه، وحماية البيئة، والطلاء الكهربائي، والتوليف العضوي الكهربائي وغيرها من المجالات.