Mecanismul de defectare a electrodului de oxid de metal

Mecanismul de defecțiune al electrodului cu oxid de metal

Atenuarea activității electrodului de oxid de metal are loc la interfața strat activ/electrolit și la interfața substrat/activ. Odată cu progresul electrolizei, învelișul anodului cade treptat șititansubstratul este pasivizat în unele locuri slabe. Activitatea catalitică a electrodului slăbește treptat până când își pierde complet activitatea, așa cum se arată în Figura 1.3.

a-Înainte de electroliză; b-Electroliza; c-După inactivare; 1-Sustrat de titan;2-Acoperire activă;3-TiO2

Fig.1.3 Schiță a anodului de oxid de metal în timpul vieții de intensificare

Mulți oameni de știință au studiat cauzele defectării electrozilor. În prezent, cercetătorii autohtoni și străini au interpretări inconsecvente ale acestui lucru, în principal după cum urmează:

(1) Dizolvarea Ru02:

În acoperirea cu ruteniu, Ru02 este principala componentă electrocatalitică. Conform calculelor termodinamice, Ru0₂va fi oxidat la Ru04 atunci când potențialul anodului este pozitiv la 1,387 V (față de SHE sau 1,146 V față de SCE):

Ru0₂+2H₂{{0}}}Ru0₄+4H⁺+4e (1．20)

Ru04 produs de reacție poate exista sub formă de H₂Ru0₂în soluție și Ru0₄ se descompune în continuare:

Ru0₄+xH₂{{0}}Ru0_2xH₂0+0₂ (1．21)

În acest fel, componenta electrocatalitică Ru02 din acoperire va părăsi electrodul și se va dizolva în soluție, determinând electrodul să-și piardă energia activă.

Pe baza caracteristicilor componentelor de acoperire care nu sunt rezistente la coroziunea acidă și la coroziunea electrochimică, este propus mecanismul de pasivizare al electrodului de oxid de metal ruteniu-titan pentru a forma un strat gol. La 40 de grade , O. Într-un 5mol/LH₂S0₄soluție, a fost efectuat un test de viață îmbunătățit. Dizolvarea chimică a Ti0₂în acid sulfuric și dizolvarea electrochimică a Ru0₂combinate pentru a determina formarea unui strat gol.

Universitatea Tianjin din China a studiat mecanismul de coroziune al Ru0₂-Ti0₂electrozi și a subliniat că dizolvarea electrochimică a componentelor active Ru din acoperire este principalul motiv pentru defectarea electrodului. Zhang Zhaoxian a subliniat două cazuri de dizolvare a acoperirii anodului: unul este dizolvarea uniformă a întregii suprafețe a anodului, iar celălalt este dizolvarea locală într-o anumită zonă a anodului (de obicei la marginea anodului). Când se dizolvă într-o anumită măsură și reziduul de acoperire reprezintă 18% din întreaga suprafață a electrodului, electrodul este pasivizat.

(2) Pierderea activității catalitice Ru02

Învelișul de ruteniu titan este realizat din Ru0 nestoichiometric_2-x. Și Ti0_2-x. x este compus din oxizi cu deficit de oxigen, unde x este aproximativ în intervalul 0.01 la 0.02. Centrul real de activare a descărcării de clor este Ru0 necantitativ₂. Cu cât sunt mai mulți astfel de oxizi, cu atât mai mulți centri activi și cu atât activitatea catalitică a electrodului este mai bună. Profesorul DeNora a subliniat odată: Conductivitatea anodului acoperit este performanța cristalului mixt de tip n distorsionat generat din același cristal Ru0₂+Ti0₂după tratament termic, în care există niște găuri de oxigen. Dar atunci când aceste găuri de oxigen sunt umplute cu oxigen, învelișul își pierde activitatea electrocatalitică, iar suprapotențialul crește rapid, ceea ce duce la pasivarea electrodului. Odată a tratat termic anodul pasivat într-un gaz inert sau vid și a descoperit că atunci când oxigenul absorbit și adsorbit este îndepărtat, anodul revine la starea sa inițială de măsurare non-electrochimică, reînviind activitatea anodului.

Ru0₂electrodul acoperit a fost studiat prin metoda testului rapid de viață. Se crede că mecanismul de distrugere a Ru0₂se datorează conversiei lui Ru0₂la alte tipuri de oxizi.

(3) Oxidarea substratului de titan

În timpul electrolizei, oxigenul activ este generat pe anod. Cu excepția unei părți din acesta se descarcă la interfața acoperire activă/electrolit și părăsește suprafața electrodului sub formă de oxigen și intră în soluție, o altă parte a oxigenului activ este adsorbită pe suprafața electrodului prin difuzie sau migrare. Treceți prin stratul activ pentru a ajunge la interfața dintre acoperire și substrat. Acești oxizi activi sunt adsorbiți pe suprafața substratului și formează o rezistență inversă a joncțiunii PN cu titanul. În plus, morfologia fisurii broaștei testoase este o structură tipică a electrozilor de oxid de metal. Existența fisurilor permite electrolitului să intre în contact cu substratul prin fisuri, determinând oxidarea substratului, determinând căderea stratului activ, ducând la creșterea potențialului anodic, iar creșterea potențialului promovează în continuare dizolvarea acoperirii. si oxidarea substratului.

Folosind fotografiile cu microscopul electronic cu scanare ale defecțiunii electrodului, pot fi observate diferite forme de decojire a acoperirii):

1) Peeling zdrobit: fisurile sunt parțial decojite, iar fisurile mari sunt rupte și decojite, iar gropile individuale de peeling sunt la fel de adânci ca substratul

2) Decojirea stratului în formă convexă: Doar câteva straturi de la suprafață și din interior sunt dezlipite într-un strat convex în formă de burtă, marginile golului sunt neuniforme ca pereții sparți, iar modelele moiré din jur sunt clar vizibile

3) Spărgerea fisurii: un număr de modele vide moire pătrund în legătură pentru a forma o fisură lungă în partea de jos a fisurii. Liniile înfășurate și profunde sunt ușor vizibile, ceea ce duce în cele din urmă la eșecul acoperirii din cauza descuamării mari 4). Analiza indică faptul că decojirea acoperirii anodului de titan este rezultatul efectului combinat al forțelor chimice și fizice, iar metodele de îmbunătățire corespunzătoare sunt propuse pentru diferite forme de peeling. În cazul zdrobirii și decojirea stratului, combinația dintre acoperiri și substrat trebuie mărită; sub formă de peeling complet fisurat, pe lângă îmbunătățirile de mai sus, trebuie controlat și numărul de fisuri penetrante pe suprafața crapată inițială.

Imagini SEM ale electrodului după intensificare

Tag-uri populare: electrod de oxid de metal mixt, electrod de oxid de metal, Mecanism de defectare a electrodului de oxid de metal China, producători, furnizori, fabrică, personalizat, en-gros, preț scăzut, în stoc