समग्र इंटरलेयर PbO2 एनोड की तैयारी

समग्र इंटरलेयर PbO2 लेपित टाइटेनियम एनोड क्यों विकसित करें?

लेपित टाइटेनियम एनोड मैट्रिक्स की निष्क्रियता की डिग्री में देरी और एनोड ऑक्सीजन विकास की अत्यधिक क्षमता में सुधार के परिप्रेक्ष्य से, एक टाइटेनियम आधारित लीड डाइऑक्साइड (PbO2) इलेक्ट्रोड जिसमें एक समग्र इंटरलेयर होता है जिसमें Ta2O 5- TiO2 और SnO 2- होते हैं। Sb2O5 थर्मल अपघटन विधि द्वारा तैयार किया गया था। कंपोजिट इंटरलेयर के लेड डाइऑक्साइड एनोड और स्नो 2- sb2o5 इंटरलेयर के लेड डाइऑक्साइड एनोड की आकृति विज्ञान, चरण संरचना, तत्व संरचना और रासायनिक गुणों का विश्लेषण इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप, एक्स-रे विवर्तन और ऊर्जा स्पेक्ट्रम को स्कैन करके किया गया था। . परिणाम बताते हैं कि समग्र इंटरलेयर एनोड का सेवा जीवन स्नो2-एसबी2ओ5 इंटरलेयर एनोड की तुलना में काफी लंबा है, और इसमें उच्च ऑक्सीजन विकास अतिविभव और संक्षारण प्रतिरोध है। टाइटेनियम आधारित लेड डाइऑक्साइड (PbO2) इलेक्ट्रोड के साथ Ta2O5-TiO2 और SnO2-Sb2O5 की समग्र इंटरलेयर अम्लीय वातावरण में एक बहुत ही आशाजनक ऑक्सीजन विकास एनोड है।

PbO2 कोटेड टाइटेनियम एनोड में अच्छी इलेक्ट्रोकैटलिटिक गतिविधि और उच्च ऑक्सीजन विकास ओवरपोटेंशियल है। यह वर्तमान में 8 से कम या उसके बराबर पीएच के वातावरण में ऑक्सीजन के विकास के लिए सबसे अधिक लागत प्रभावी विशेष एनोड के रूप में मान्यता प्राप्त है। इसमें हाइड्रोमेटालर्जी, जैविक सीवेज उपचार, औद्योगिक विद्युत और अन्य उद्योगों में व्यापक आवेदन संभावनाएं हैं।

यद्यपि Ti आधारित PbO2 कोटिंग एनोड में 8 से कम या उसके बराबर pH के वातावरण में अच्छी स्थिरता है, फिर भी कोटिंग के गिरने और एनोड पासिवेशन जैसी समस्याएं हैं। उपरोक्त कारणों और PbO2 लेपित टाइटेनियम एनोड के निष्क्रियकरण तंत्र को देखते हुए, टाइटेनियम सब्सट्रेट और कोटिंग PbO2 के बीच एक संक्रमण परत Ta2O5-TiO2 जोड़ने की परिकल्पना की गई है, जो ऑक्सीजन को टाइटेनियम सब्सट्रेट में घुसने से रोक सकती है। , यह दर्शाता है कि TiO2 का गठन नहीं किया जा सकता है और इसकी चालकता अच्छी है, जो एनोड जीवन में सुधार करती है। अनुसंधान से पता चलता है कि प्लेटिनम, प्लैटिनम टाइटेनियम और अन्य कीमती धातुओं के अलावा, ऑक्सीजन प्रतिरोधी इंटरलेयर में Ta2O5-TiO2 और SnO2-Sb2O5 भी होते हैं। इस ऑक्साइड का उच्च लागत प्रदर्शन अनुपात है और गतिविधि प्लेटिनम समूह धातुओं के बराबर है। इसलिए, टाइटेनियम मैट्रिक्स के पारित होने में देरी और एनोड ऑक्सीजन के विकास की अधिकता और जीवन में सुधार के परिप्रेक्ष्य से, यह एक नया विचार है कि Ta2O 5- TiO2 और SnO 2- के समग्र इंटरलेयर PbO2 इलेक्ट्रोड को तैयार किया जाए। थर्मल अपघटन विधि द्वारा Sb2O5।

मिश्रित परत की मध्य परत में लेड डाइऑक्साइड इलेक्ट्रोड तैयार करना

टैंटलम नमक के घोल और टेट्राब्यूटिल टाइटेनेट को एक निश्चित अनुपात में मिलाएं, इसे n-ब्यूटेनॉल के साथ एक निश्चित सांद्रता में पतला करें, और इसे 1 घंटे से अधिक अच्छी तरह हिलाएं। प्रीट्रीटेड टाइटेनियम मेश को ब्रश से समान रूप से कोट करें, इसे 10 मिनट के लिए 100 डिग्री सुखाने वाले ओवन में सुखाएं, और फिर इसे 10 मिनट के लिए उच्च तापमान ऑक्सीकरण के लिए 500-600 डिग्री मफल फर्नेस में रखें। कोटिंग को पूरी तरह से ऑक्सीकरण करने के लिए इसे 5 बार (30 मिनट के लिए अंतिम ऑक्सीकरण) दोहराएं। फिर टिन के नमक के घोल और सुरमा के नमक के घोल को एक निश्चित अनुपात में मिलाएं, इसे n-butanol और isopropanol के साथ एक निश्चित सांद्रता में पतला करें, इसे अच्छी तरह से हिलाएं और इसे 1 घंटे से अधिक के लिए रख दें। प्रीट्रीटेड टाइटेनियम मेश को ब्रश से समान रूप से कोट करें, इसे 10-15मिनट के लिए 100 डिग्री सुखाने वाले ओवन में सुखाएं, और फिर इसे 10-15 के लिए उच्च तापमान ऑक्सीकरण के लिए 500-600 डिग्री मफल फर्नेस में रखें। मि. कोटिंग को पूरी तरह से ऑक्सीकरण करने के लिए इसे 3 बार (30 मिनट के लिए अंतिम ऑक्सीकरण) दोहराएं। यानी समग्र मध्यवर्ती परत तैयार की जाती है।

विआयनीकृत पानी के साथ लेड नाइट्रेट घोल की एक निश्चित सांद्रता तैयार करें, लेड नाइट्रेट घोल को लगभग 60 डिग्री तक गर्म करें, सोडियम हाइड्रॉक्साइड घोल की एक निश्चित मात्रा डालें, पूरी तरह से हिलाएँ, और -PbO2 तैयार करने के लिए एक निश्चित धारा के साथ इलेक्ट्रोप्लेट करें।

विआयनीकृत पानी के साथ लेड नाइट्रेट घोल की एक निश्चित सांद्रता तैयार करें, एक निश्चित मात्रा में एडिटिव्स और नाइट्रिक एसिड मिलाएं, घोल के पीएच को समायोजित करें, इसे एक निश्चित तापमान पर गर्म करें, इसे पूरी तरह से हिलाएं, और तैयार करने के लिए एक निश्चित करंट के साथ इलेक्ट्रोप्लेटिंग करें - पीबीओ2.

बढ़ाया आजीवन परीक्षण और निष्कर्ष

sk -520 समायोज्य वोल्टेज स्थिर विद्युत आपूर्ति का उपयोग करते हुए, तैयार इलेक्ट्रोड को एनोड के रूप में उपयोग किया जाता है, शुद्ध टाइटेनियम प्लेट को कैथोड के रूप में उपयोग किया जाता है, और इलेक्ट्रोड रिक्ति को 20 मिमी रखा जाता है। शर्तों के तहत परीक्षण किया।

चित्रा 1, सेल वोल्टेज और इलेक्ट्रोलिसिस समय के बीच संबंध वक्र अलग होने पर

मध्यवर्ती परतों को उसी माध्यम में विद्युत अपघटित किया जाता है

यह चित्र 1 से देखा जा सकता है कि समान इलेक्ट्रोलिसिस स्थितियों के तहत, दो इलेक्ट्रोडों के सेल वोल्टेज में गिरावट शुरू हुई, लेकिन इलेक्ट्रोलिसिस के बाद कुछ समय के लिए, सेल वोल्टेज एक स्थिर अवस्था में था, और अंत में सेल वोल्टेज तेजी से बढ़ा जब तक इलेक्ट्रोड निष्क्रिय न हो जाए। चित्र 1 स्पष्ट रूप से दिखाता है कि Ta2O5-TiO2 और SnO2-Sb2O5 की समग्र मध्यवर्ती परत के टाइटेनियम आधारित लेड डाइऑक्साइड इलेक्ट्रोड का सेवा जीवन SnO2-Sb2O5 मध्यवर्ती परत से दोगुना है इलेक्ट्रोड। यह दर्शाता है कि समग्र इंटरलेयर की शुरूआत ने इलेक्ट्रोड जीवन में काफी सुधार किया है। कारण है: इलेक्ट्रोलिसिस प्रक्रिया में, एसिड इलेक्ट्रोलाइट के मैट्रिक्स में प्रवेश के कारण, और इलेक्ट्रोलिसिस प्रक्रिया में उत्पन्न ऑक्सीजन का हिस्सा इलेक्ट्रोड सतह पर सोख लिया जाता है और टाइटेनियम मैट्रिक्स में लगातार फैलाया या माइग्रेट किया जाता है, इसे सोख लिया जाता है सक्रिय कोटिंग की दरारों के माध्यम से टाइटेनियम सब्सट्रेट की सतह, जो गैर-प्रवाहकीय TiO2 उत्पन्न करने के लिए टाइटेनियम मैट्रिक्स के साथ प्रतिक्रिया करती है, जिससे इलेक्ट्रोड की चालकता खराब हो जाती है, जिससे एनोड कोटिंग निष्क्रिय हो जाती है और एनोड की विफलता हो जाती है। हालांकि, Ta2O5-TiO2 और SnO2-Sb2O5 के योग के साथ, समग्र मध्यवर्ती परत अपेक्षाकृत घनी होती है और इसमें अच्छी विसरणशीलता होती है। यह टाइटेनियम सब्सट्रेट की सतह पर समान रूप से कवर किया गया है, जिससे इलेक्ट्रोलाइट टाइटेनियम सब्सट्रेट की सतह में घुसना मुश्किल हो जाता है। टाइटेनियम सब्सट्रेट के लिए इलेक्ट्रोलिसिस के दौरान अवक्षेपित प्रतिक्रियाशील ऑक्सीजन प्रजातियों का प्रसार अवरुद्ध हो जाता है, जिससे समाधान के लिए कोटिंग के संक्षारण प्रतिरोध में सुधार होता है और TiO2 ऑक्साइड फिल्म के गठन को रोकता है। इस प्रकार, एनोड का सेवा जीवन लम्बा हो जाता है।