Механизъм за повреда на метален оксиден електрод

Механизъм на повреда на електрод от метален оксид

Затихването на активността на електродния метален оксид възниква на интерфейса активен слой/електролит и субстрат/активен интерфейс. С напредването на електролизата анодното покритие постепенно пада ититансубстратът е пасивиран на някои слаби места. Каталитичната активност на електрода постепенно отслабва, докато не загуби напълно своята активност, както е показано на Фигура 1.3

а-Преди електролизата; b-Електролиза; в-След инактивиране; 1-Титанов субстрат;2-Активно покритие;3-TiO2

Фиг.1.3 Скична карта на анод от метален оксид по време на интензифициран живот

Много учени са изучавали причините за повреда на електродите. Понастоящем местни и чуждестранни учени имат противоречиви интерпретации на това, главно както следва:

(1) Разтваряне на Ru02:

В рутениевото покритие Ru02 е основният електрокаталитичен компонент. Според термодинамичните изчисления Ru0₂ще се окисли до Ru04, когато анодният потенциал е положителен при 1,387 V (срещу SHE или 1,146 V срещу SCE):

Ру%7б%7б0%7д%7д₂+2H₂{{0}}Ru0₄+4H⁺+4e (1．20)

Полученият Ru04 от реакцията може да съществува под формата на Н₂Ru0₂в решението и Ru0₄ допълнително се разлага:

Ру%7б%7б0%7д%7д₄+xH₂{{0}}Ru0_2xH₂0+0₂ (1．21)

По този начин електрокаталитичният компонент Ru02 в покритието ще напусне електрода и ще се разтвори в разтвора, което ще доведе до загуба на активната енергия на електрода.

Въз основа на характеристиките на компонентите на покритието, които не са устойчиви на киселинна корозия и електрохимична корозия, се предлага механизмът за пасивиране на електрода от рутений-титанов метален оксид за образуване на празен слой. При 40 градуса, O. В 5 mol/LH₂S0₄разтвор, беше извършен тест за подобрен живот. Химическото разтваряне на Ti0₂в сярна киселина и електрохимичното разтваряне на Ru0₂комбинирани, за да предизвикат образуването на празен слой.

Университетът Тиендзин в Китай е проучил механизма на корозия на Ru0₂-Ти0₂електроди и посочи, че електрохимичното разтваряне на активните Ru компоненти в покритието е основната причина за повреда на електродите. Zhang Zhaoxian посочи два случая на разтваряне на анодно покритие: единият е равномерното разтваряне на цялата повърхност на анода, а другият е локално разтваряне в определена област на анода (обикновено на ръба на анода). Когато се разтвори до известна степен и остатъкът от покритието представлява 18% от цялата повърхност на електрода, електродът се пасивира.

(2) Загубата на Ru02 каталитична активност

Рутениево-титановото покритие е направено от нестехиометричен Ru0_2-x. и Ти0_2-x. x е съставен от оксиди с дефицит на кислород, където x е приблизително в диапазона от 0.01 до 0.02. Истинският център на активиране на хлорния разряд е неколичественият Ru0₂. Колкото повече такива оксиди, толкова повече активни центрове и толкова по-добра каталитична активност на електрода. Професор ДеНора веднъж посочи: Проводимостта на покрития анод е ефективността на изкривения n-тип смесен кристал, генериран от същия кристал Ru0₂+Ti0₂след термична обработка, в която има едни кислородни дупки. Но когато тези кислородни дупки се запълнят с кислород, покритието губи своята електрокаталитична активност и свръхпотенциалът се повишава бързо, което води до пасивиране на електрода. Веднъж той термично обработи пасивирания анод в инертен газ или вакуум и откри, че когато абсорбираният и адсорбиран кислород се отстрани, анодът се връща към първоначалното си състояние на неелектрохимично измерване, възобновявайки активността на анода.

Ру0₂покритият електрод е изследван чрез метода за бърз тест за живот. Смята се, че механизмът за унищожаване на Ru0₂се дължи на преобразуването на Ru0₂към други видове оксиди.

(3) Окисляване на титановия субстрат

По време на електролиза на анода се генерира активен кислород. С изключение на част от него, която се разрежда на повърхността на активното покритие/електролит и напуска повърхността на електрода под формата на кислород и навлиза в разтвора, друга част от активния кислород се адсорбира върху повърхността на електрода чрез дифузия или миграция. Преминете през активното покритие, за да достигнете границата между покритието и субстрата. Тези активни оксиди се адсорбират върху повърхността на субстрата и образуват обратно съпротивление на PN преход с титан. В допълнение, морфологията на пукнатина на костенурка е типична структура на електроди от метален оксид. Наличието на пукнатини позволява на електролита да влезе в контакт със субстрата през пукнатините, причинявайки окисляване на субстрата, което води до падане на активното покритие, което води до увеличаване на анодния потенциал, а увеличаването на потенциала допълнително насърчава разтварянето на покритието и окисляването на субстрата.

Използвайки снимки от сканиращ електронен микроскоп на повреда на електрода, могат да се наблюдават различни форми на отлепване на покритието):

1) Натрошен пилинг: пукнатините са частично обелени, а големите пукнатини са счупени и обелени, а отделните пилинг вдлъбнатини са толкова дълбоки, колкото субстрата

2) Изпъкнал слой с изпъкнала форма: Само няколко слоя от повърхността и отвътре са обелени в изпъкнал коремчест слой, ръбовете на празнината са неравномерни като счупени стени и околните шарки от моаре са ясно видими

3) Разцепване при напукване: няколко модела vide moire проникват във връзка, за да образуват дълга пукнатина в дъното на пукнатината. Навивките и дълбоките фини линии са слабо видими, което в крайна сметка води до повреда на покритието поради голямо лющене 4). Анализът показва, че отлепването на титановото анодно покритие е резултат от комбинирания ефект на химични и физически сили и са предложени съответни методи за подобрение за различни форми на отлепване. В случай на смачкване и отлепване на слоя, комбинацията между покритията и субстрата трябва да се увеличи; под формата на напукано пълно обелване, в допълнение към горните подобрения, трябва да се контролира и броят на проникващите пукнатини върху първоначалната напукана повърхност.

SEM изображения на електрод след усилване

Популярни тагове: смесен електрод от метален оксид, електрод от метален оксид, механизъм за повреда на електрод от метален оксид Китай, производители, доставчици, фабрика, персонализирани, търговия на едро, ниска цена, на склад