銥鉭涂層鈦陽極應用

　　銥鉭涂層鈦陽極

　　電解工業析氧用電極最好的是涂層是氧化銥和氧化鉭混合氧化物涂層。隆盛公司研制的銥鉭涂層鈦電極有: 板式電極、管式電極、網狀電極、棒式電極、絲狀電極等供客戶選擇；銥鉭涂層鈦陽極屬不溶性陽極，鉑銥涂層與鈦基底結合牢固，相對與普通涂層的電極而言，它增強了抗間隙腐蝕，更好的提高了鈦基體與涂層接觸部位的耐久性。

　　銥鉭涂層鈦陽極的應用

　　IrO2和Ta2O5涂層鈦陽極具有優良的電催化活性和電化學穩定性，在電解介質腐蝕性強、工作環境惡劣、電流密度極高的電解行業中獲得廣泛應用，是目前公認的最優秀的析氧電極。

　　1、銅箔生產

　　電解銅箔生產過程是先將電解銅氧化，制得硫酸銅溶液，然后在生箔機中電解生成生箔，生箔經過酸洗、粗化、固化、鍍黃銅后處理過程而制得成品。它包括電解和電鍍兩大過程。例如，某銅箔生產公司工藝條件：硫酸濃度為120g/L、7-9KA/m2、陰陽極間隙為12mm。使用IrTa陽極可滿足生產要求，解決生產電流密度極高的問題。它采用部分浸在硫酸銅溶液中不斷旋轉的金屬輥筒為陰極，連續電解產生箔材。電解銅箔作為導電材料用在單面印刷電路板上，用量日益增加，厚度越來越薄，從厚度0.15mm、0.105mm、 0.07mm、0.05mm、0.035mm。

　　電解銅箔，根據厚度，可分為105um，70um，18um，12um，9um，以及5um等幾種，其中12um以及12um以下一般稱為超薄銅箔。

　　按照表面處理工藝，銅箔可分為粉色箔（表面鍍銅）、灰化箔（表面鍍鋅）、黃化箔（表面鍍黃銅）等幾種類型。

　　IPc標準根據電解銅箔的性能將其分為標準箔（STD——E類），高延箔（HD——E類），高溫高延箔（THE—— E類）及退火電解銅箔（ANN—— E類），可低溫退火電解銅箔（LTA——E類），可退火電解銅箔（A——E類）等幾大類。

　　日本在制造印刷電路板用銅箔通過硫酸銅溶液電解來制造，在直徑1-2米，高2-3米的鈦制旋轉圓筒陰極上鍍銅，在轉筒的一端剝離銅箔。在知道印刷電路用銅箔時的涂層鈦陽極，高度越約1.3米，區面長度約2.4米，板厚約25mm。用鈦基涂層陽極，板間距不用調整，陽極產生的氧氣泡激烈攪拌電解液，加速銅離子向陰極表面移動。因此，操作電流密度可加大到50A/dm2，從而顯著提高了電解槽的生產率。用熱分解法在鈦基體上涂敷IRO2涂層，在這種介質條件下能很好地工作。設置極薄的鍍鉑中間層后，可防止鈦基體氧化，陽極壽命至少達到2.5年。

　　2、鋁箔點化成

　　電解液為10%——15%已二酸銨，電流密度為400——1000A/m2。鋁箔電化成可用IrTa涂層陽極，解決有機物濃度高的問題。

　　3、 鋼板鍍鋅

　　作為耗電大戶的電解工業，例如，鋼板鍍鋅生產線，使用過電位低的DSA代替過電位高的鉛電極，可以從降低電極來降低電能消耗。最適用的涂層組分為氧化銥和氧化鉭。

　　IrO2·Ta2O5涂層陽極可用于鍍鋅生產線上，以代替鉛合金電極。在這些陽極材料中，IRO2基陽極具有最優秀的電極性能，它析氧過電位低，電催化活性層消耗低，對電解液的污染小，IrO2·Ta2O5陽極在高電流密度，如10ka/m2下電鍍鋅中工作壽命長。

　　4、線路板電鍍厚銅

　　陰陽極距為10mm、硫酸濃度為2mol/L。可用IrO2·Ta2O5涂層鈦陽極，解決酸度特高的問題。

　　5、鍍鉻

　　某電視玻殼公司在制造電視機、電腦玻璃熒屏時，在高溫、弱堿性熔融玻璃料硫酸腐蝕下，沖玻殼的鋼模表面易受腐蝕，顯得凹凸不平。為了制得表面光滑的玻璃熒屏，鋼模表面要鍍上六價應鉻。可使用IrTa涂層陽極，代替原用的鉛電極。

　　6、鍍銠

　　近年來，人們對白金首飾品興趣日增。鍍白金首飾品，實際上是鍍銠。鍍銠采用硫酸銠鍍液，酸性較大，腐蝕性較強，IrTa涂層鈦陽極，已經廣泛運用于鍍銠行業中。

　　7、硝酸銀電解

　　粗銀通過電解精煉可得精銀，電解液中含銀約80g/L，硝酸濃度為20g/L，使用不溶性陽極電解法回收銀，陽極使用IrTa涂層鈦電極，陰極沉積銀，最后電解廢液中僅含銀約10g/L，銷售為150g/L。

　　8、電解有機合成

　　電滲析法可以從四甲基氯化銨直接電解制取高純度的四甲基氫氧化銨，陽極使用IrO2·Ta2O5涂層鈦陽極，陽極壽命比一般RuSnTi涂層延長許多倍。

　　9、電冶金

　　在電冶金中，鋅生產是最有代表新的。電解生產鋅，一直使用含有少量銀、銻或鈣的鉛合金陽極。使用鉛陽極會出現下列問題：鉛電極尺寸不穩定；析氧過電位太高，約達800mv，在陽極極化時會腐蝕。鉛離子溶解在電解液中，沉積在陰極上，污染金屬鋅，影響產品質量。在鈦基體上涂敷各種金屬氧化物，如RUO2、IrO2、MnO2、Ta2O5等的尺寸穩定陽極（DSA）具有低的氧過電位，及惰性性能，可考慮作為酸性溶液的析氧陽極涂層。涂層組分中，IRO2（70%，摩爾分數）·Ta2O5（30%，摩爾分數）組分被認為是最優秀的析氧陽極涂層。涂層組分中，IrO2是陽極極化的電化學活性物質，Ta2O5可提高IrO2化學穩定性。Ti/ IrO2·Ta2O5陽極工作壽命估算可達5——10年。

　　10、電化學工業凈化

　　Ti/IrO2陽極雖然比較昂貴，但近來仍使用在電化學工業凈化工藝中。這是由于Ti/IrO2陽極在中強酸或弱酸性溶液中成功地用作析氧電極，而經典的Ti/RuO2電極由于在低濃度氯化物離子溶液中使用壽命短，故不能使用。Ti/IrO2陽極可用來除掉廢水中的陽離子（在陰極上），或者是通過陽極氧化作用除掉廢水中的有害物質。

　　Ti/IrO2·Ta2O5涂層電極在處理含有分散的肽和油的電浮選廢水中可成功地用作析氧電極。穩定陰極材料用不銹鋼。陰陽極電流密度均為100——200A/m2，電化學法產生的氣泡（H2和O2）大小為50——100um，以保證電浮選具有高效率，可達99.5%，并能降低廢水中有害物質的含量，從進口濃度1—10g/L，降低到1—10mg/L。

　　通過電槽的污水流速為12——16m3/h，4-6V，電流300A，Ti/IrO2陽極（面積2 m2，Ir涂敷量12.3g/m2，65mol%IrO2，35mol% Ta2O5）在電槽中運轉壽命大于4年。

　　11、在含有有機小分子水溶液的電化學活性

　　受中間產物CO的吸附毒化，單一貴金屬Pt并不是小分子有機物點催化氧化的理想電極。近年來，DSA開始應用于有機污染物的電氧化去除，該活性陽極能有效地將難降解污染物間接氧化為可生物降解的中間有機產物。

　　12、高速鍍錫鋼板

　　食鹽電解工業用釕鈦涂層鈦陽極，具有很好的析氯電催化活性，被全世界90%以上氯堿企業使用，壽命長達10年。但在析氧的電化學體系中不能使用，壽命極短。

　　銥系涂層鈦陽極具有優良的析氧電催化活性，在析氧電化學系中保持很高的穩定性，從1997年起，在硫酸鹽鍍液介質的高速鍍鋅鋼板生產線上，銥系涂層鈦陽極獲得廣泛應用，最高壽命約1年，取代原有的鉛合金陽極。

　　電解液中如果存在有機物，當陽極析出氧氣時，涂層陽極會發生“有機物存在下活性涂層的告訴損耗”問題，壽命極短，甚至不足1天。發生“有機物存在下活性涂層的高速損耗”現象規律如下：

　　（1）有機物存在下活性涂層的高速損耗現象發生時必然有電極電位大幅度升高、甚至升高達數百毫伏。

　　（2）有機物存在下電極電位上升只發生于析出氧氣的陽極反應，對析出氯氣的陽極反應電極電位沒有影響，對析出氫氣的陰極反應也完全沒有影響。

　　（3）有機物存在下電極電位上升、活性涂層的高速損耗現象在鉛合金等其他體系電極上不發生，只在鉑族金屬及其氧化物體系電極上特有的現象。

　　盡管鍍錫液中含有高濃度有機物苯酚磺酸，但鍍鉑電極使用壽命達到1年以上