знания

Аноди от смесен метален оксид (MMO) от титаниева мрежа стават все по-популярни в различни индустриални приложения поради изключителната си производителност и издръжливост. Тези аноди се произвеждат чрез покриване на титанов мрежест субстрат със смес от оксиди на благородни метали, обикновено включващи иридий, рутений и тантал. Полученият продукт съчетава здравината и устойчивостта на корозия на титана с електрокаталитичните свойства на металните оксиди. Тази уникална комбинация прави MMO титаниеви мрежести аноди подходящи за широк спектър от приложения, от катодна защита до обработка на вода и процеси на електролиза.

Как работят MMO титаниеви мрежести аноди в системи за катодна защита?

Катодната защита е техника, използвана за предотвратяване на корозия на метални конструкции, изложени на корозивни среди, като подземни тръбопроводи, офшорни платформи и морски съдове. MMO титаниеви мрежести аноди играят решаваща роля в системите за катодна защита от импресиран ток (ICCP), където служат като аноден компонент.

В ICCP система, MMO титанов мрежест анод е свързан към източник на постоянен ток и е поставен в непосредствена близост до металната конструкция, която се нуждае от защита. Анодът освобождава електрони в околния електролит (като почва или морска вода), които след това текат към защитената структура (катод). Този поток от електрони създава защитен слой върху повърхността на катода, като ефективно предотвратява корозията.

Мрежестата структура на MMO титаниеви аноди предлага няколко предимства при приложения за катодна защита:

1. Голяма повърхностна площ: Мрежестият дизайн осигурява високо съотношение повърхностна площ към обем, което позволява ефективно разпределение на електроните и изходен ток.

2. Равномерно разпределение на тока: Отворената структура на мрежата позволява по-равномерно разпределение на тока по защитената повърхност, осигурявайки цялостна защита.

3. Ниско съпротивление: Титаниевият субстрат предлага ниско електрическо съпротивление, минимизиране на консумацията на енергия и подобряване на цялостната ефективност на системата.

4. Издръжливост: MMO покритията върху титанова мрежа са силно устойчиви на износване и корозия, осигурявайки дълготрайна работа в тежки среди.

5. Гъвкавост: Мрежестата структура може лесно да бъде оформена и монтирана, за да съответства на сложни геометрии, което я прави подходяща за защита на структури с неправилни повърхности.

MMO титаниеви мрежести аноди се оказаха особено ефективни при защитата на стоманобетонни конструкции, като мостове, паркинги и морски кейове. При тези приложения мрежата може да бъде вградена в бетона по време на строителството или нанесена върху повърхността на съществуващи конструкции. Отворената структура на мрежата позволява добро свързване с бетона, като същевременно осигурява ефективна катодна защита на вградената стоманена армировка.

Освен това MMO анодите от титанови мрежи се използват широко в офшорни и подводни приложения, където тяхната устойчивост на корозия и издръжливост са от съществено значение. Те могат да бъдат инсталирани на офшорни платформи, подводни тръбопроводи и други морски конструкции, за да осигурят дълготрайна защита срещу силно корозивната морска вода.

Какви са предимствата от използването на MMO титанови мрежести аноди при пречистване на вода?

Пречистването на вода е друга област, в която MMO аноди от титанова мрежа са намерили значителни приложения. Тези аноди се използват широко в процесите на електрохимично третиране на вода, включително електрокоагулация, електроокисление и електрохлориране. Уникалните свойства на MMO титаниеви мрежести аноди предлагат няколко предимства при приложения за пречистване на вода:

1. Ефективно отстраняване на замърсители: Електрокаталитичните свойства на MMO покритието позволяват ефективно окисляване на различни органични и неорганични замърсители във водата. Това включва отстраняване на тежки метали, органични замърсители и патогени.

2. Генериране на хлор: В системите за електрохлориране MMO титаниеви мрежести аноди могат ефективно да генерират хлор от хлоридни йони, присъстващи във водата. Това производство на хлор на място е особено полезно за дезинфекция в плувни басейни, охладителни кули и пречиствателни станции за питейна вода.

3. Ниска консумация на енергия: Високата електрокаталитична активност на MMO покритията, съчетана с ниското електрическо съпротивление на титановия субстрат, води до по-ниска консумация на енергия в сравнение с традиционните електродни материали.

4. Третиране без химикали: Електрохимичното третиране на вода с помощта на MMO титаниеви мрежести аноди често намалява или елиминира необходимостта от химически добавки, което го прави екологична алтернатива на конвенционалните методи за третиране.

5. Мащабируемост: Мрежестата структура позволява лесно мащабиране на системите за пречистване, за да се приспособят към различни скорости на водния поток и замърсители.

6. Дълъг живот: Устойчивостта на корозия и издръжливостта на MMO титаниеви мрежести аноди допринасят за дълъг експлоатационен живот, намалявайки разходите за поддръжка и подмяна.

В общинските пречиствателни станции, MMO аноди от титанова мрежа се използват в усъвършенствани процеси на окисляване за отстраняване на непокорни органични съединения и появяващи се замърсители, които не се отстраняват ефективно чрез конвенционалните методи за обработка. Високият окислителен потенциал на тези аноди позволява разграждането на сложни органични молекули до по-прости, по-биоразградими съединения.

Промишленото пречистване на отпадъчни води е друга област, в която MMO титаниеви мрежести аноди превъзхождат. Те са особено ефективни при пречистването на отпадъчни води от текстилната, фармацевтичната и нефтохимическата промишленост, които често съдържат високи нива на органични замърсители и оцветени съединения. Процесът на електроокисление, използващ MMO аноди, може да постигне високи скорости на отстраняване на тези замърсители, често надминавайки ефективността на традиционните методи за биологично третиране.

Могат ли MMO анодите от титанова мрежа да подобрят ефективността на процесите на електролиза?

Електролизата е ключов процес в различни промишлени приложения, включително възстановяване на метали, хлоралкално производство и генериране на водород. MMO титаниеви мрежести аноди са показали значителен потенциал за подобряване на ефективността и производителността на тези процеси на електролиза.

При приложения за възстановяване на метали, като например електродобив на мед или цинк, MMO титаниеви мрежести аноди предлагат няколко предимства:

1. Висока токова ефективност: Електрокаталитичните свойства на MMO покритието позволяват висока токова ефективност, което води до подобрени нива на възстановяване на метала.

2. Нисък свръхнапрежение: MMO анодите показват нисък свръхнапрежение за отделяне на кислород, намалявайки консумацията на енергия в процеса на електролиза.

3. Устойчивост на пасивиране: Стабилното оксидно покритие предотвратява образуването на пасивиращи слоеве върху повърхността на анода, осигурявайки постоянна работа във времето.

4. Стабилност на размерите: За разлика от традиционните оловни аноди, MMO аноди от титанова мрежа запазват своята форма и размери по време на работа, което води до по-равномерно разпределение на тока и постоянно качество на продукта.

В хлор-алкалната промишленост, където хлорът и натриевият хидроксид се произвеждат чрез електролиза на саламура, MMO титаниеви мрежести аноди са станали стандарт. Способността им да генерират ефективно хлор, като същевременно издържат на корозия в силно агресивната хлорна среда, доведе до значителни подобрения в ефективността на процеса и качеството на продукта.

Производството на водород чрез водна електролиза е нововъзникваща област, в която MMO анодите от титанови мрежи показват обещание. Докато базираните на платина катализатори обикновено се използват за реакцията на отделяне на кислород (OER) при водна електролиза, MMO покритията предлагат по-рентабилна алтернатива със сравнима производителност. Голямата повърхностна площ на мрежестата структура, съчетана с каталитичната активност на MMO покритието, позволява ефективно отделяне на кислород, като по този начин подобрява цялостната ефективност на производството на водород.

Използването на MMO аноди от титанови мрежи в процесите на електролиза също носи ползи за околната среда. Техният дълъг живот и устойчивост на износване намаляват честотата на смяна, минимизирайки генерирането на отпадъци. Освен това, липсата на токсични материали в техния състав (за разлика от оловните аноди) ги прави по-екологичен избор за приложения в промишлената електролиза.

В заключение, MMO аноди от титанова мрежа са се доказали като универсални и ефективни в широк спектър от приложения, от катодна защита до пречистване на вода и процеси на електролиза. Тяхната уникална комбинация от свойства, включително висока електрокаталитична активност, устойчивост на корозия и издръжливост, ги прави идеален избор за много индустриални електрохимични приложения. Докато изследванията в тази област продължават, можем да очакваме да видим допълнителни подобрения в MMO покритията и разширени приложения за тези иновативни електродни материали.

Ако се интересувате от продуктите на Xi'an Taijin New Energy & Materials Sci-Tech Co., Ltd., моля, свържете се с нас. yangbo@tjanode.com.

Литература:

1. Крафт, А. (2007). Легиран диамант: Компактен преглед на нов, многофункционален електроден материал. Международен журнал за електрохимични науки, 2 (5), 355-385.

2. Chen, X., Chen, G., & Yue, PL (2001). Стабилен Ti/IrOx-Sb2O5-SnO2 анод за отделяне на O2 с висока ефективност на отделяне на кислород. The Journal of Physical Chemistry B, 105 (20), 4623-4628.

3. Comninellis, C., & Chen, G. (Eds.). (2010). Електрохимия за околната среда. Springer Science & Business Media.

4. Мартинес-Хуитле, Калифорния и Феро, С. (2006). Електрохимично окисление на органични замърсители за пречистване на отпадъчни води: директни и индиректни процеси. Прегледи на химическото общество, 35 (12), 1324-1340.

5. Panizza, M., & Cerisola, G. (2009). Директно и медиирано анодно окисление на органични замърсители. Химически прегледи, 109 (12), 6541-6569.

6. Трасати, С. (2000). Електрокатализа: разбиране на успеха на DSA®. Electrochimica Acta, 45 (15-16), 2377-2385.

7. Nidheesh, PV, Zhou, M., & Oturan, MA (2018). Общ преглед на отстраняването на синтетични багрила от водата чрез електрохимични процеси на окисление. Chemosphere, 197, 210-227.

8. Sires, I., Brillas, E., Oturan, MA, Rodrigo, MA, & Panizza, M. (2014). Електрохимични усъвършенствани окислителни процеси: днес и утре. Преглед. Наука за околната среда и изследване на замърсяването, 21 (14), 8336-8367.

9. Зоски, CG (Ред.). (2007). Наръчник по електрохимия. Elsevier.

10. Pletcher, D., & Walsh, FC (1990). Индустриална електрохимия. Springer Science & Business Media.