टाइटेनियम एनोड का विस्तृत विवरण

1. टाइटेनियम एनोड क्या है?

टाइटेनियम एनोड टाइटेनियम आधारित मेटल ऑक्साइड कोटिंग में एनोड है। सतह पर विभिन्न उत्प्रेरक कोटिंग्स के अनुसार, इसमें ऑक्सीजन विकास और क्लोरीन विकास का कार्य होता है। आम तौर पर, इलेक्ट्रोड सामग्री में अच्छी विद्युत चालकता, ध्रुव पिच में छोटा परिवर्तन, मजबूत जंग प्रतिरोध, अच्छी यांत्रिक शक्ति और प्रसंस्करण प्रदर्शन, लंबे जीवन, कम लागत, और इलेक्ट्रोड प्रतिक्रियाओं के लिए अच्छा इलेक्ट्रोकैटेलिटिक प्रदर्शन होना चाहिए। टाइटेनियम वर्तमान में सबसे संतोषजनक है। व्यापक आवश्यकताओं के लिए आवश्यक धातु, आम तौर पर औद्योगिक शुद्ध टाइटेनियम TA1\TA2

टाइटेनियम एनोड पर धातु ऑक्साइड कोटिंग की भूमिका है: कम प्रतिरोधकता, अच्छी चालकता (टाइटेनियम की चालकता ही अच्छी नहीं है), कीमती धातु कोटिंग की स्थिर रासायनिक संरचना, स्थिर क्रिस्टल संरचना, स्थिर इलेक्ट्रोड आकार, और जंग प्रतिरोध अच्छा, लंबे जीवन, अच्छे इलेक्ट्रोकैटेलिटिक प्रदर्शन के साथ, जो ऑक्सीजन और क्लोरीन विकास प्रतिक्रियाओं के अतिपौत्र को कम करने और बिजली की ऊर्जा को बचाने के लिए फायदेमंद है।

2. धातुकर्म उद्योग में एनोड घुलनशील एनोड और अघुलनशील एनोड में विभाजित होते हैं।

घुलनशील एनोड इलेक्ट्रोलिसिस प्रक्रिया के दौरान धातु आयनों और चालन के पूरक की भूमिका निभाता है, जबकि अघुलनशील एनोड केवल चालन की भूमिका निभाता है। सबसे शुरुआती अघुलनशील एनोड ग्रेफाइट और लीड एनोड थे। टाइटेनियम एनोड्स का उपयोग 1970 के दशक में एक नई तकनीक के रूप में इलेक्ट्रोलिसिस और इलेक्ट्रोप्लेटिंग उद्योगों में किया जाने लगा। वर्तमान में, अघुलनशील एनोड्स को दो श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है: क्लोरीन विकास एनोड्स और ऑक्सीजन विकास एनोड्स। क्लोरीन इवोल्यूशन एनोड मुख्य रूप से क्लोराइड इलेक्ट्रोलाइट सिस्टम में प्रयोग किया जाता है। क्लोरीन गैस इलेक्ट्रोप्लेटिंग प्रक्रिया के दौरान एनोड से जारी की जाती है, इसलिए इसे क्लोरीन विकास एनोड कहा जाता है; ऑक्सीजन इवोल्यूशन एनोड का उपयोग मुख्य रूप से इलेक्ट्रोलाइट सिस्टम जैसे सल्फेट, नाइट्रेट और हाइड्रोसियोनेट में किया जाता है। इस प्रक्रिया के दौरान एनोड से ऑक्सीजन छोड़ा जाता है, इसलिए इसे ऑक्सीजन इवोल्यूशन एनोड कहा जाता है। लीड मिश्र धातु एनोड ऑक्सीजन विकास एनोड, टाइटेनियम एनोड में सतह पर विभिन्न उत्प्रेरक कोटिंग के अनुसार ऑक्सीजन विकास, क्लोरीन विकास या दोनों का कार्य होता है।

3. लीड और लीड एलॉय एनोड्स

लीड एलॉय एनोड एक ऑक्सीजन इवोल्यूशन एनोड है। ऑक्सीजन विकास प्रतिक्रिया के लिए इलेक्ट्रोलाइट सल्फ्यूरिक एसिड और सल्फेट है, जिसका उपयोग मुख्य रूप से इलेक्ट्रोलाइटिक धातुविज्ञान के लिए किया जाता है। इस तरह के एनोड में यह दोष होता है कि इलेक्ट्रोलिसिस प्रक्रिया के दौरान ज्यामितीय आकार बदल जाएगा। इलेक्ट्रोलिसिस प्रक्रिया में लेड एनोड मैट्रिक्स को पहले लेड सल्फेट में और फिर लेड ऑक्साइड में बदल दिया जाता है। सीसा सल्फेट एक मध्यवर्ती परत है। यह इंसुलेटर है और केमिकल बैरियर का काम करता है। यह सल्फ्यूरिक एसिड वातावरण में आंतरिक सीसा मैट्रिक्स की रक्षा कर सकता है। लीड ऑक्साइड बाहरी परत पर वास्तविक अर्थों में एक इलेक्ट्रोड है। ऑक्सीजन विकास प्रतिक्रिया सीसा ऑक्साइड पर होता है। सीसा ऑक्साइड की ऑक्सीजन विकास क्षमता बहुत अधिक है, और यह वर्तमान घनत्व की वृद्धि के साथ तेजी से उगता है । लीड एलॉय एनोड की यह विशेषता यह है कि इसकी बाहरी परत ऑक्सीकरण है। सीसा-सीसा ऑक्साइड की अंतर्निहित विशेषताएं बिजली के खराब कंडक्टर द्वारा निर्धारित की जाती हैं। इसके अलावा इलेक्ट्रोलिसिस प्रक्रिया के दौरान लीड ऑक्साइड एनोड स्ट्रक्चर का इलेक्ट्रोकेमिकल परफॉर्मेंस लगातार क्षीण होता है और इंटरनल स्ट्रेस की जेनरेशन ऑक्साइड लेयर को गिरने का कारण बनती है। इसके अलावा, लेड पेरोक्साइड के गठन से ऑक्साइड भी भंग होता रहता है, क्योंकि सल्फ्यूरिक एसिड लेड की मध्यवर्ती परत को फिर से सीसा ऑक्साइड में परिवर्तित कर दिया जाता है, जो एक नई बाहरी परत ऑक्साइड इलेक्ट्रोकैटेलाइटिक सक्रिय सामग्री बन जाता है, और आंतरिक सीसा मैट्रिक्स को फिर से ऑक्सीकृत किया जाता है ताकि एक नया सीसा सल्फेट मध्यवर्ती परत बन सके। इसलिए, इलेक्ट्रोलिसिस प्रक्रिया के दौरान, सीसा और उसके एलॉयिंग तत्व इलेक्ट्रोलाइट में भंग होते रहते हैं और समाधान प्रदूषण और कैथोड उत्पाद प्रदूषण पैदा करने के लिए तेज़ होते हैं।

4. टाइटेनियम एनोड

टाइटेनियम एनोड्स को ग्रेफाइट एनोड्स और लीड एलॉय एनोड्स की तुलना में यांत्रिक आयामी क्षीणन का नुकसान नहीं होता है, इसलिए उन्हें आयामी स्थिरता एनोड भी कहा जाता है। टाइटेनियम एनोड्स के निम्नलिखित फायदे हैं: स्थिर ज्यामितीय आयाम; ज्यामितीय आकृतियों की विविधता; इलेक्ट्रोकेमिकल और रासायनिक गुणों की उत्कृष्ट स्थिरता; उत्कृष्ट इलेक्ट्रोकैटेलिटिक गतिविधि; कम एनोड क्षमता और सर्किट घनत्व में परिवर्तन के प्रति असंवेदनशील; ऊर्जा की बचत और लंबे समय तक इलेक्ट्रोलिसिस तरल की सेवा जीवन; रखरखाव मुक्त; लंबे जीवन (बहुत महत्वपूर्ण); उच्च गुणवत्ता वाले कैथोड उत्पाद (कोई अशुद्धियां या बहुत कम अशुद्धियां, एक समान माइक्रोस्ट्रक्चर, जैसे इलेक्ट्रोलाइटिक कॉपर, जिंक, निकल)। टाइटेनियम एनोड एक डबल-लेयर कंपोजिट संरचना है जो धातु सब्सट्रेट और सब्सट्रेट पर एक कोटिंग से बना है। टाइटेनियम सब्सट्रेट एक कंडक्टर के रूप में कार्य करता है, और कोटिंग ऑक्सीजन विकास/क्लोरीन विकास प्रतिक्रिया के लिए एक इलेक्ट्रोकेमिकल उत्प्रेरक के रूप में कार्य करता है । इस कोटिंग की ऑक्सीजन/क्लोरीन विकास क्षमता कम है, और ऑक्सीजन/क्लोरीन विकास क्षमता वर्तमान घनत्व के साथ शायद ही बदलता है । टाइटेनियम आधारित कंडक्टर एक लंबे कोटिंग जीवन के साथ एक स्थायी सामग्री है। यह प्रदूषण और ऊर्जा की बचत के बिना लगभग पूरी तरह से शुद्ध कैथोड उत्पादों को प्राप्त करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है।