1. Въведение на анодите на олово

С непрекъснатото развитие на индустрията и науката и технологиите, традиционните анодни материали все повече показват своите ограничения. Например, цената на платинае твърде висока; устойчивостта на корозия на графит в хлор-алкалната промишленост и кислородната система не е идеална и силата еНиска:Оловна сплав аноди имат лоша устойчивост на корозия, ниска електрокаталитична производителност, и голяма консумация на енергия. От изискванията на така наречените "зелени материали" като енергоспестяване, намаляване на потреблението и замърсяване, хората се надяват да намерят нови аноди с дълъг живот, високи електрохимични показатели и без вторично замърсяване. В условията на развитие на кислорода хората са разработили електрод на олово₂): нестехиометрично съединение, което е с дефицит на кислород и съдържа прекомерно олово. Има множество кристални форми,електрона анод, за да се получиβ-PbO₂, която еОкислителна, корозионна устойчивост (висока стабилност в силна киселина H₂10000000₄или HN0₃), висок потенциал на кислород, добра електропроводимост, силна сила на свързване, силна окислителна способност, когато електролизира във воден разтвор, може даМечкаголям ток и т.н. Понастоящем той е широко използван в областта на галопирането, топенето, пречистването на отпадъчни води и т.н., и не може да бъде заменен от много други електроди материали (като DSA, олово, титанпокритие с платина).

1.1 Анод на оловния диоксидХарактерни

Той се използва широко в електролитния препарат от различни органични вещества и в процеса на пречистване на отпадъчни води и висока чистота на вода,обхватът на приложение е широк.Pb02 има предимства на отлична електрическа проводимост, добро зареждане и освобождаване на обратимостта, и ниска цена. Той се използва широко като положителен електрод за оловно-кисели батерии. В момента степента на използване на оловен диоксид, положителният активен материал на оловно-киселите батерии, не е висока и обикновено не надвишава 50%. Потенциалът за еволюция на кислорода е висок, обикновено 1.75V (спрямо каломеловия електрод) и има силнаНаразгражданетозаи гетанскиМатериал(COD).

1.2 Долния слой на анода на оловния диоксид

Материалите, които понастоящем се използват като долнослойни слоеве са: метали от групата на платината и техните оксиди, тенекиен оксид, иридиев тантален оксид долни слоеве и т.н., техните свойства са следните: (1) метали темериална група и техните оксиди: долнияслой слойHкато добра електропроводимост, която може значително да подобри характеристиките на залепване на покритието и субстрата. (2) Калин антимонов оксид: Слоят от калинния антимоноксид, получен чрез метод на термично разлагане, е плътен и еднороден. С този подслой е трудно за електролита да проникне титаниевата повърхност, кислородни атоми или 02-. Дифузията на йони в титановата матрица също е блокирана, като по този начин се избягва образуването на Ti02. В допълнение, Ti02 е широк полупроводник тип N-тип. След допинг с sb, допълнителният електрон в решетката Sn02 заменя пентавалентния Sn atom в решетката Sn02 с допълнителен електрон, влизащ в проводимостта, което значително увеличава концентрацията на електрони в проводионната лента. Въпреки това, когато Sb е твърде много, степента на разстройство на решеткаsn02 ще се увеличи, и електрическата проводимост на sn02 ще бъде намалена. Следователно, съдържанието на Sb е свързано с превъзходството и неефективността на основните резултати. Този долен слой също има ефект на намаляване на вътрешното натоварване на покритието. (3) Титанов-тантален композитен слой оксид: Този долен слой има характеристиките на добра проводимост, добра устойчивост на корозия и ниска електрохимична активност. Дори ако долният слой е изложен по време на процеса на електролиза, не се получава електролитна реакция, така че няма проблем, че обшивката слой се отлепва поради това.

1.3 Повърхностно активен слойна оловоанод на 

Повърхностният активен слой на PbO2 обикновено се приготвя чрез метод на електроразложка. Има две кристални форми, α и β, и β-PbO2 има добра корозионна устойчивост и електрическа проводимост, и обикновено се използва като повърхностно активен слой на електрод. Въпреки това, α-PbO2 има силна сила на свързване, а неговото o – O атомно разстояние е между "долния слой" и β-PbO2, което може да действа като буферно сливане, да намали изкривяването на електродепозицията и да увеличи афинитета между повърхността и долния слой. Следователно, в процеса на галванопластика, а-тип PbO2 може да се депозира при силни алкални условия, а β-тип PbO2 може да се отлага при киселинни условия, за да се подобри експлоатационният живот на електрода.

2. Области на приложение на титанов диоксид

В рамките на развитието на кислорода,ЕРазработени. PbO2 е нестехиометрично съединение, което е с дефицит на кислород и съдържа прекомерно олово. Има различни кристални форми. Корозия (по-висока стабилност в силна киселина H2S04 или HN03), висок потенциал на кислород, добра електрическа проводимост, силна сила на свързване, силна окислителна способност, когато електролизира във воден разтвор, можеМечкаголям ток и т.н.,това е много обещаващо. Понастоящем той е широко използван в областта на галопирането, топенето, пречистване на вода, катод-корозия и т.н., които не могат да бъдат заменени с много други електродни материали (като DSA, олово, титанов платина покритие).

Електродите на олово диоксид имат ниска устойчивост, стабилни химически свойства, добра устойчивост на корозия, добра електрическа проводимост и могат да се използват за големи токове. Те се използват широко в електролитния препарат на различни органични и неорганични вещества, пречистване на отпадъчни води и процеси за подготовка на вода с висока чистота. Полето на приложение е много широко.

2.1 Неорганична химическа промишленост

2.1.1Chlorate,PbO2 електрод е бил използван в хлорат индустрията за дълго време. Производството на бромат и йодат с помощта на PbO2 електроди е относително зряло, особено йодат. Благодарение на повърхността на PbO2 електроди, в допълнение към електрохимичниреакции, той също играе каталитична роля.

2.1.2 Електролизиран H2O2

H2O2, произведени от електролиза, обикновено използва Pt като електрод. Някои хора са изследвали използването на MnO2, Fe3O4, графит и т.н. като анодни материали, но те не са били успешни, и PbO2 като анод е постигнал добри икономически ползи. Тъй като свръхпотенциалът на PbO2 електрод за кислород е малко по-нисък от този на Pt, хората са провели изследвания за замяната на Пт в електрод с PbO2 електрод. По време на Втората световна война, Япония липсва платина и H2O2 е военна необходимост, така че през 1944-1945, тя реализира индустриализация на без субстрат PbO2 електроди вместо Pt-базирани H2O2.

2.2 Органична химическа промишленост

Прилагането на PbO2 електроди в органичния синтез не е толкова зряло, колкото неорганичните приложения на синтеза, а много от които все още се проучват.

2.2.1 Хлороформ. 

При приготвянето на хлороформ се използва pbO2 електрод вместо скъпия Пт електрод. Ефектът е идеален. Най-подходящите условия за електросинтеза на хлороформ: NaCl 300g / L, EtOH 25ml / L, PH 8 ~ 10, температура 60 ~ 70 °C; Анодната плътност на тока е 0.3 до 0.5A / m2, ефективността на ток е 80% до 90%, клетъчното напрежение е 5V, процентът на реализация е 98% до 99%, а чистотата е 99.5% до 99.9%. При приготвянето на бромоформен, сегашната ефективност е 92,5%, платината е 87%, а графитът е 86%. PbO2 е най-ефективният аноден материал в йодоформен електросинтез. Сегашната ефективност е 90%, а анодната загуба е незначителна.

2.2.2 Изобутирова киселина

Индустриално изобутировата киселина е произведена от KMnO₄на изобутанол в алкална среда и окислена и ректифицирана, за да се получи 1 t изомаслена киселина. В допълнение към основната суровина изобутанол, той все още се нуждае от около 3.2tKMnO4, 1.6tH2SO4, Спомагателните материали като 0.3tNa2CO3 са с високи разходи и произвеждат почти 2tMnO2 остатъци от отпадъци, което замърсява околната среда. Използването на олово-базирани електроди на оловна основа за непряко окисляване на изобутанол в изобутирова киселина намалява замърсяването на околната среда.

2.2.3 Третиране на отпадъчни течения

PbO2 електродите на основата на титан се използват за лечение на трудно биоразградими органични замърсители, биотоксични замърсители и високотемпературни органични отпадъчни води. Разграждането на 10 мг / Л разтвор на метилов портокал с титанов основа PbO2 електрод показа, че скоростта на отстраняване на метил оранжево е почти 100%, когато се третира при точка на плътност от 36 mA / cm за 12 мин, и hКатопо-висока електрокаталитична активност. . С помощта на нов електрод PbO2 за пречистване на отпадъчните води с нитробензен, се установи, че PbO2 електрод има по-висока степен на отстраняване на ХПК, отколкото обикновения графитен електрод. След 5 часа електролиза, степента на отстраняване на ХПК е до 65%. Високата ефективност на електролизата се дължи главно на високия потенциал за еволюция на кислорода на електрода PbO2. При анодна поляризация повърхността на електрода PbO2 е склонна да генерира · О, който ще реагира с нитробензен, който мигрира към повърхността на електрод. Характеристики на Ti / PbO2 анод електрокаталитично окисляване на органични замърсители. Експерименталните резултати показват, че електродът показва добра електрокаталитична активност за разграждането на фенола и има добри перспективи за прилагане на околната среда. Електродът PbO2 показа добра каталитична ефективност за разграждането на анилинина. В рамките на 3 часа, анилина може да получи по-висока степен на отстраняване. В същото време, електрод PbO2 също показа добра стабилност и експлоатационен живот. Резултатите от изследванията за третиране на отпадъчните води с хидроксистиреен с PbO2 електрод доказват, че като цяло отнема само 3 ~ 6 часа, за да се деградира напълно в неорганично или СО2.

МеталХаSнесравними механични свойствав сравнение с други материали, което го прави най-атрактивният избор за субстратаНаелектрод на оловото диоксид . Въпреки това, не всички метали са подходящи за субстрата на оловен диоксид електрод . Трябва да се клапан-образна метал с еднопосочна тока свойства, като Ti, Ta, Nb, Zr и така нататък. Сред горните метали, Ta има най-добрата устойчивост на корозия и ниска устойчивост, и е най-добрият материал за използване като субстрат по отношение на производителността. Въпреки това, защото Ta има висок афинитет към кислород, обикновено трябва да бъде в аноксична среда, и Ta metal е скъпо, така че не е често се използва в реално производство. Ti е евтин, има ниска плътност, висока якост и има скорост на топлинно разширение близо до тази на олово диоксид. Следователно Ti обикновено се избира като субстрат на електрода на оловния диоксид. Титановият субстрат обикновено възприема структура на окото. Това е така, защото ti окото е трудно и здраво закрепено към електроделения слой. Електродът на оловния диоксид на базата на ti мрежата може да намали устойчивостта на потока на електролита и да подобри тока, особено при висока плътност на тока Ефективно предотвратява прегряване на електрода.