Metall oksidi elektrodining ishdan chiqishi mexanizmi

Metall oksid elektrodining ishdan chiqishi mexanizmi

Metall oksid elektrod faolligining susayishi faol qatlam/elektrolit interfeysi va substrat/faol interfeysda sodir bo'ladi. Elektrolizning rivojlanishi bilan anod qoplamasi asta-sekin tushadi vatitansubstrat ba'zi zaif joylarda passivlanadi. Elektrodning katalitik faolligi 1.3-rasmda ko'rsatilganidek, faolligini to'liq yo'qotmaguncha asta-sekin zaiflashadi.

a-elektrolizdan oldin; b-elektroliz; c-inaktivatsiyadan keyin; 1-Titan substrat;2-Faol qoplama;3-TiO2

Fig.1.3 Intensifikatsiya davrida metall oksidi anodining eskiz xaritasi

Ko'pgina olimlar elektrod etishmovchiligining sabablarini o'rganmoqdalar. Hozirgi vaqtda mahalliy va xorijiy olimlar buni bir-biriga zid talqin qilmoqdalar, asosan quyidagilar:

(1) Ru02 ning tarqatilishi:

Ruteniy qoplamasida Ru02 asosiy elektrokatalitik komponent hisoblanadi. Termodinamik hisob-kitoblarga ko'ra, Ru0₂anod potentsiali 1,387V (SHEga nisbatan yoki 1,146V va SCEga nisbatan) musbat bo‘lganda Ru04 gacha oksidlanadi:

Ru0₂+2H₂{0}}Ru0₄+4H⁺+4e (1．20)

Reaksiya natijasida hosil bo'lgan Ru04 H shaklida mavjud bo'lishi mumkin₂Ru0₂yechimda va Ru0₄ yanada parchalanadi:

Ru0₄+xH₂{0}}Ru0_2xH₂0+0₂ (1．21)

Shu tarzda qoplamadagi elektrokatalitik komponent Ru02 elektrodni tark etadi va eritmada eriydi, bu esa elektrodning faol energiyasini yo'qotishiga olib keladi.

Kislota korroziyasiga va elektrokimyoviy korroziyaga chidamli bo'lmagan qoplama komponentlarining xususiyatlariga asoslanib, bo'sh qatlam hosil qilish uchun rutenium-titanium metall oksidi elektrodining passivatsiya mexanizmi taklif etiladi. 40 gradusda, O. 5mol/LHda₂S0₄yechim, kengaytirilgan hayot sinovi o'tkazildi. Ti ning kimyoviy erishi0₂sulfat kislotada va Ru0 ning elektrokimyoviy erishi₂birlashtirilib, bo'sh qatlam hosil bo'lishiga olib keladi.

Xitoyning Tyanjin universiteti Ru0 ning korroziya mexanizmini oʻrgandi.₂-Ti0₂elektrodlar va qoplamadagi faol Ru komponentlarining elektrokimyoviy erishi elektrod etishmovchiligining asosiy sababi ekanligini ta'kidladi. Chjan Zhaoxian anod qoplamasining erishi bilan bog'liq ikkita holatni ta'kidladi: biri butun anod yuzasining bir xilda erishi, ikkinchisi esa anodning ma'lum bir hududida (odatda anodning chetida) mahalliy eritma. U ma'lum darajada eriganida va qoplama qoldig'i butun elektrod yuzasining 18% ni tashkil qilganda, elektrod passivlanadi.

(2) Ru02 katalitik faolligini yo'qotish

Rutenium titan qoplamasi stoikiometrik bo'lmagan Ru0_2-x. Va Ti0_2-x. x kislorod yetishmaydigan oksidlardan tashkil topgan, bu erda x taxminan 0.01 dan 0 oralig'ida.02. Xlor ajralishini faollashtirishning haqiqiy markazi miqdoriy bo'lmagan Ru0 dir₂. Bunday oksidlar qancha ko'p bo'lsa, markazlar faolroq bo'ladi va elektrodning katalitik faolligi shunchalik yaxshi bo'ladi. Professor DeNora bir marta ta'kidlagan edi: Qoplangan anodning o'tkazuvchanligi bir xil Ru kristalidan hosil bo'lgan buzilgan n-tipli aralash kristalning ishlashidir0₂+Ti0₂issiqlik bilan ishlov berishdan so'ng, unda ba'zi kislorod teshiklari mavjud. Ammo bu kislorod teshiklari kislorod bilan to'ldirilganda, qoplama elektrokatalitik faolligini yo'qotadi va ortiqcha potentsial tez ko'tarilib, elektrodning passivatsiyasiga olib keladi. U bir marta passivlangan anodni inert gaz yoki vakuumda issiqlik bilan ishlov berdi va so'rilgan va adsorbsiyalangan kislorod chiqarilganda anod o'zining dastlabki elektrokimyoviy o'lchov holatiga qaytib, anod faolligini jonlantirishini aniqladi.

Ru0₂qoplangan elektrod tezkor hayot sinov usuli bilan o'rganildi. Ru0 ni yo'q qilish mexanizmi deb ishoniladi.₂Ru0 tarjimasi tufayli₂boshqa turdagi oksidlarga.

(3) Titan substratining oksidlanishi

Elektroliz jarayonida anodda faol kislorod hosil bo'ladi. Uning bir qismi faol qoplama/elektrolit interfeysida zaryadsizlanishi va elektrod sirtini kislorod shaklida tark etib, eritma ichiga kirishidan tashqari, faol kislorodning yana bir qismi diffuziya yoki migratsiya yo'li bilan elektrod yuzasida adsorbsiyalanadi. Qoplama va substrat o'rtasidagi interfeysga erishish uchun faol qoplamadan o'ting. Ushbu faol oksidlar substrat yuzasida adsorbsiyalanadi va titanium bilan PN birikmasining teskari qarshiligini hosil qiladi. Bundan tashqari, toshbaqa yorilishi morfologiyasi metall oksidi elektrodlarining odatiy tuzilishidir. Yoriqlar mavjudligi elektrolitning yoriqlar orqali substrat bilan aloqa qilishiga imkon beradi, bu esa substratning oksidlanishiga olib keladi, faol qoplamaning tushishiga olib keladi, anod potentsialining oshishiga olib keladi va potentsialning oshishi qoplamaning erishini yanada kuchaytiradi. va substratning oksidlanishi.

Elektrod ishdan chiqishini skanerlovchi elektron mikroskop fotosuratlaridan foydalangan holda, qoplamani tozalashning turli shakllarini kuzatish mumkin):

1) Ezilgan peeling: yoriqlar qisman tozalanadi va katta yoriqlar buziladi va tozalanadi va alohida peeling chuqurlari substrat kabi chuqurdir.

2) Qavariq shakldagi qatlam po‘stlog‘i: sirtdan va ichkaridan faqat bir necha qatlamlari qavariq qorin shaklidagi qatlamda tozalanadi, bo‘shliqning chetlari singan devorlardek notekis bo‘lib, atrofdagi muar naqshlari yaqqol ko‘rinadi.

3) Yoriqlar parchalanishi: bir qator vide muar naqshlari yoriqning pastki qismida uzun yoriq hosil qilish uchun ulanishga kirib boradi. O'rash va chuqur nozik chiziqlar zaif ko'rinadi, bu oxir-oqibatda katta parchalanish tufayli qoplamaning ishlamay qolishiga olib keladi 4). Tahlil shuni ko'rsatadiki, titaniumli anod qoplamasining tozalanishi kimyoviy va fizik kuchlarning birgalikdagi ta'siri natijasidir va peelingning turli shakllari uchun tegishli takomillashtirish usullari taklif etiladi. Ezilgan va qatlamni tozalashda qoplamalar va substrat o'rtasidagi kombinatsiyani oshirish kerak; yorilib ketgan to'liq peeling shaklida, yuqoridagi yaxshilanishlarga qo'shimcha ravishda, asl yorilish yuzasida penetratsion yoriqlar soni ham nazorat qilinishi kerak.

Kuchlanishdan keyin elektrodning SEM tasvirlari

Issiq teglar: aralash metall oksidi elektrodi, metall oksidi elektrodi, metall oksidi elektrodining ishlamay qolish mexanizmi Xitoy, ishlab chiqaruvchilar, etkazib beruvchilar, zavod, moslashtirilgan, ulgurji, arzon narx, stokda