华南师范大学华师第四章应用电化学2016.ppt

(3)涂层钛阳极工作寿命长。隔膜法生产氯气工业中，涂层钛阳极耐氯和碱的腐蚀，阳极寿命已达6a以上，而石墨阳极仅为8个月。 (4)可克服石墨阳极和铅阳极溶解问题，避免对电解液和阴极产物的污染，因而可提高金属产品纯度。 (5)可提高电流密度。隔膜法生产氯碱中，石墨阳极的工作电流密度为8A／dm2，涂层钛阳极可成倍地增加，达17A／dm2，这样在电解厂房、电解槽相同的条件下，产量可增加1倍，提高了单槽生产能力，有效地提高了劳动生产效率。在高的工作电流密度下进行电解时，使用涂层钛阳极比较适宜。 (6)氯碱生产中，使用涂层钛阳极后，产品的质量提高，氯气纯度高，不含CO2，碱浓度高，可节省加热用蒸汽，节省能源消耗。 (7)耐腐蚀性强，可在许多腐蚀性强，有特殊要求的电解介质中工作。 (8)可避免铅阳极变形后的短路问题，因而可提高电流效率。 (9)钛阳极重量轻，可减轻劳动强度。 (10)形状制作容易，可高精度化。 (11)基体金属钛可多次反复使用。 (12)涂层钛阳极的出现，使得氯碱工业中近期涌现出的必威体育精装版离子膜电解技术得以设计和实现工业 化。 (13)由于采用了涂层钛阳极，氯酸盐电解槽的高温、高电流密度操作成为可能。涂层钛阳极的采用，使电解槽构造得以改善，降低了电能消耗，加快了次氯酸盐生成氯酸盐的化学反应，从而提高了生产性能。 (14)采用了DSA，水银法及隔膜法食盐电解槽的设计概念和操作条件得以改进，能耗得以降低。DSA低的过电位特性，电极间表面及电极的气泡容易排除，是涂层钛阳极电解槽槽电压降低的重要原因。 由于涂层钛阳极具有很多优点，它的开发使氯碱工业取得很大经济效益，因此很快便在世界各地推广使用。氯碱生产能力，全世界约 4100 万t／a，采用钛阳极不小于70％。钛阳极被誉为氯碱工业一项重大技术革命。随后，涂层钛阳极在许多电解工业中也得到广泛的推广应用。 金属氧化物涂层钛电极的分类 一般是按照在电化学反应中阳极析出的气体来区分，用于阳极上析出氯气的称为析氯阳极，如钌系涂层钛电极；用于阳极上析出氧气的称为析氧阳极，如铱系涂层钛电极。 涂层钛阳极的应用 涂层钛电极问世后，显示出无比卓越的性能，很快在许多电解工业中获得了广泛的应用，给国计民生带来很大好处。 涂层钛阳极在化工、冶金、环保、电镀及其他电解工业中广泛应用。主要用在电化学和电冶金两大工业部门。 使用金属阳极的电解行业有：氯碱工业、氯酸盐生产、次氯酸盐生产、高氯酸盐生产、过硫酸盐电解、电解有机合成、电解提取有色金属、电解银催化剂的生产、电解法制造铜箔、电解氧化法回收汞、水电解、二氧化氯的制取、医院污水处理、电镀工厂含氰废水的处理、生活用水和食品用具的消毒、发电厂冷却循环水的处理、毛纺厂染整废水的处理、工业用水的处理、电解法制取 酸碱离子水、钢板镀锌、镀铬、镀铑、镀钯、镀金、镀钌、电渗析法淡化海水、电渗析法制取四甲基氢氧化铵、电渗析法从硫酸盐法云杉浆黑液中回收碱、熔融盐电解、电池生产、阴极防护、生产负极箔、铝箔的阳极氧化、钛基金属氧化物涂层pH电极等。应用领域涉及化工、冶金、水处理、环保、电镀、电解有机合成，及其他电解行业。 电解制造铜箔 随着科技发展，自动化程度日益提高，电子工业迅速发展，大型集成电路的应用，电子及仪表工业对铜箔的需用量增加，对铜箔的要求也越来越高。 印刷电路板用铜箔通过硫酸铜溶液电解来制造。在直径1~2m，高2~3 m的钛制旋转圆筒阴极上镀铜，在转筒的一端剥离铜箔。 过去使用铜板阳极，由于极间距离不易控制，因此产品质量很难得到保证。 现在改用不溶性阳极，板间距离不用调整。阳极产生的氧气气泡激烈搅拌电解液，加速铜离子向阴极表面移动。因此，操作电流密度可加大到50A／dm2，从而显著提高了电解槽的生产率。不溶性阳极主要使用铅基合金阳极和不锈钢电极，但逐渐被涂层钛阳极取代。 用热分解法在钛基体上涂敷IrO2涂层，在这种介 质条件下，能 很好地工作。 设置薄薄的镀 铂中间层后， 可防止钛基体 氧化，阳极寿 命起码2.5a。 (2)氯化镍电解用 过去，镍电解精炼广泛使用以粗镍或镍底板作阳极的硫酸镍溶液电解法。近年来，在日本采用了以不溶性电极作阳极的氯化镍溶液电解法。 c. 电解制取微粒二氧化锰 微粒二氧化锰的用途： (1)电解二氧化锰(一般称为EMD)对于锌锰干电池 来说是一种去极化性能优越的活性物质。目前， 干电池在向“短小轻薄方向发展中对EMD的需 求量逐年增加，在碱性锌锰干电池中已100％使 用EMD。 (2)制作MnO2离子筛。 (3)从盐卤中