อิเล็กโทรดไททาเนียมคืออะไร?

อิเล็กโทรดไททาเนียมเป็นอิเล็กโทรดชนิดหนึ่งที่มีพื้นฐานจากโลหะไททาเนียม และในที่สุดก็สร้างชั้นของการเคลือบออกไซด์ด้วยไฟฟ้าบนพื้นผิวไททาเนียมผ่านการเผาผนึกและออกซิเดชั่น เรียกอีกอย่างว่า Dimensionally Stable Anode (เรียกสั้นๆ ว่า DSA) เนื่องจากความเสถียรของมิติทางกายภาพระหว่างการใช้งาน

การจำแนกประเภทของอิเล็กโทรดไททาเนียม

ตามองค์ประกอบทางเคมีและคุณสมบัติทางเคมีไฟฟ้าหลักของสารเคลือบ อิเล็กโทรดไททาเนียมสามารถแบ่งออกเป็นสามประเภทต่อไปนี้:

อิเล็กโทรดไททาเนียมเคลือบรูทีเนียม

อิเล็กโทรดเหล่านี้มีศักยภาพในการวิวัฒนาการของคลอรีนต่ำและมีวิวัฒนาการของออกซิเจนสูงเกินไป และส่วนใหญ่ใช้ในโอกาสต่างๆ ของการวิวัฒนาการของคลอรีน เช่น อุตสาหกรรมคลอร์อัลคาไล การป้องกันแคโทดิก เป็นต้น การเคลือบอิเล็กโทรดประเภทนี้ประกอบด้วยการเคลือบรูทีเนียมไททาเนียมดั้งเดิม (Ru Ti) และ 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 และสารเคลือบอื่นๆ ที่พัฒนาขึ้นบนพื้นฐานนี้

อิเล็กโทรดไททาเนียมเคลือบรูทีเนียม

รูทีเนียมเป็นโลหะมีค่าที่มีราคาสูงและมีปริมาณสำรองจำกัดในธรรมชาติ เพื่อที่จะลดปริมาณของ Ru และแทนที่ Ru ได้อย่างสมบูรณ์ จึงได้พัฒนาอิเล็กโทรดไททาเนียมเคลือบ non-Ru อิเล็กโทรดเหล่านี้โดยทั่วไปมีวิวัฒนาการของออกซิเจนสูงเกินศักยภาพ อิเล็กโทรดที่ประสบความสำเร็จมากขึ้น ได้แก่ อิเล็กโทรดไททาเนียมเคลือบดีบุก อิเล็กโทรดไททาเนียมเคลือบ Co3O4 สปิเนล และอิเล็กโทรดไททาเนียมเคลือบพาลาเดียมออกไซด์

อิเล็กโทรดไททาเนียมเคลือบอิริเดียม

ในกระบวนการอิเล็กโทรไลต์บางอย่าง เช่น การสกัดด้วยไฟฟ้าของโลหะที่ไม่ใช่เหล็ก อุตสาหกรรมการชุบโลหะด้วยไฟฟ้า และการลดลงของเคมีไฟฟ้าเพื่อผลิตสารอินทรีย์ ปฏิกิริยาการออกแบบของแอโนดคือปฏิกิริยาการวิวัฒนาการของออกซิเจน ดังนั้นจึงหวังว่าจะพัฒนาวัสดุแอโนดที่มีวิวัฒนาการของออกซิเจนต่ำที่มีศักยภาพสูง อิเล็กโทรดไททาเนียมเคลือบอิริเดียมได้รับการพัฒนาภายใต้พื้นหลังนี้ Ir Co, Ir Ta, Ir Sn, Ir Ta Co, Ir Ru Pd Ti และการเคลือบอื่นๆ เป็นตัวอย่างของการเคลือบอิเล็กโทรดดังกล่าว อิเล็กโทรดไทเทเนียมเคลือบ Ir Ta เป็นอิเล็กโทรดวิวัฒนาการออกซิเจนที่ประสบความสำเร็จมากที่สุด

วิธีการเตรียมอิเล็กโทรดไททาเนียมมีดังนี้:

วิธีการสลายตัวด้วยความร้อน

วิธีการสลายตัวด้วยความร้อนมักจะเกี่ยวข้องกับการละลายสารประกอบเกลือโลหะในตัวทำละลายอินทรีย์หรือสารละลายที่เป็นน้ำ เคลือบสารละลายบนพื้นผิวไททาเนียม การให้ความร้อนเพื่อทำให้ตัวทำละลายระเหย จากนั้นเผาที่อุณหภูมิสูงเพื่อสลายตัวและออกซิไดซ์เกลือเพื่อให้ได้การเคลือบออกไซด์ วิธีการเคลือบรวมถึงการพ่น การเคลือบด้วยลูกกลิ้ง หรือการเคลือบด้วยแปรง การพ่นและการเคลือบลูกกลิ้งเป็นกลไกขั้นสูงและเหมาะสำหรับการผลิตทางอุตสาหกรรม สภาพแวดล้อมในการทำงานดีและการเคลือบผิวค่อนข้างสม่ำเสมอ แต่ของเสียจากน้ำยาเคลือบมีขนาดค่อนข้างใหญ่ โดยทั่วไปการเคลือบด้วยแปรงใช้ได้กับการผลิตขนาดเล็ก วิธีนี้ต้องการอุปกรณ์ที่เรียบง่ายและการสูญเสียน้ำยาเคลือบน้อยกว่า แต่ความเข้มของแรงงานสูง สภาพแวดล้อมในการทำงานไม่ดี และการเคลือบมักไม่สม่ำเสมอ ง่ายต่อการเตรียมอิเล็กโทรดออกไซด์หลายองค์ประกอบด้วยประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยมโดยการควบคุมสูตรการเคลือบผิวด้วยวิธีการสลายตัวด้วยความร้อน

วิธีโซลเจล

วิธีโซลเจลเป็นวิธีการใหม่ในการเตรียมสารเคลือบผิวตามหลักการของเคมีคอลลอยด์ สามารถเตรียมการเคลือบอิเล็กโทรดเกรนแบบละเอียดพิเศษ ซึ่งสามารถเพิ่มพื้นที่ผิวเฉพาะของพื้นผิวอิเล็กโทรดได้อย่างมาก กระบวนการทั่วไปในการเตรียมอิเล็กโทรดไททาเนียมด้วยวิธีนี้คือ การกระจายสารประกอบอินทรีย์ที่เป็นโลหะ (เช่น สารประกอบอัลคอกไซด์ของโลหะ) หรือสารประกอบอนินทรีย์ในตัวทำละลาย สร้างแอคทีฟโมโนเมอร์ผ่านปฏิกิริยาไฮโดรไลซิส โพลิเมอร์ไรเซชันโมโนเมอร์แอคทีฟเพื่อสร้างโซล เคลือบโซลบน พื้นผิวไททาเนียม ทำให้ฟิล์มโซลแห้งเพื่อให้ได้ฟิล์มเจล จากนั้นเผาที่อุณหภูมิหนึ่งเพื่อให้ได้การเคลือบ เมื่อเปรียบเทียบกับวิธีการสลายตัวด้วยความร้อนแบบดั้งเดิม การเคลือบอิเล็กโทรดที่เตรียมด้วยวิธีนี้จะสม่ำเสมอ มีเม็ดละเอียดกว่าและแทบไม่มีรอยแตก ซึ่งได้รับความสนใจอย่างมากในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา

อิเล็กโทร

อิเล็กโทรดไททาเนียมเคลือบถูกเตรียมโดยการวางตำแหน่งอิเล็กโทรด โดยทั่วไปใช้อิเล็กโทรดที่ไม่ละลายน้ำเป็นแอโนด โลหะไททาเนียมที่ผ่านการบำบัดแล้วเป็นแคโทด อิเล็กโทรไลซิสในสารละลายที่มีไอออนของโลหะที่สอดคล้องกัน ไอออนของโลหะจะสะสมอยู่บนแคโทดของโลหะไททาเนียม ทำให้แห้ง แล้วเผาที่อุณหภูมิสูงจนถึง รับอิเล็กโทรดไททาเนียมเคลือบ การเคลือบที่ได้จากวิธีนี้โดยทั่วไปจะสม่ำเสมอและหนาแน่น ข้อเสียของวิธีนี้คือกระบวนการที่ซับซ้อนและไม่ง่ายที่จะสร้างอิเล็กโทรดในพื้นที่ขนาดใหญ่ที่สม่ำเสมอ

วิธีสปัตเตอร์

ฟิล์มที่เตรียมโดยการสปัตเตอร์มีขนาดกะทัดรัดและยึดเกาะแน่นกับพื้นผิว อย่างไรก็ตาม วิธีนี้ต้องใช้อุปกรณ์พิเศษ กระบวนการเตรียมค่อนข้างซับซ้อน และของเสียจากสุราแม่มีปริมาณค่อนข้างมาก ซึ่งไม่เหมาะสำหรับการผลิตทางอุตสาหกรรมขนาดใหญ่