धातु ऑक्साइड टाइटेनियम इलेक्ट्रोड वर्गीकरण और तैयारी

1. धातु ऑक्साइड इलेक्ट्रोड का वर्गीकरण

धातु ऑक्साइड इलेक्ट्रोड (जिसे डीएसए इलेक्ट्रोड भी कहा जाता है) का उपयोग करता हैटाइटेनियमएक सब्सट्रेट के रूप में, और इसकी सतह पर एक निश्चित मोटाई की धातु ऑक्साइड कोटिंग तैयार की जाती है। कोटिंग मुख्य रूप से प्लैटिनम समूह धातु ऑक्साइड से बनी होती है, और फिर अन्य निष्क्रिय धातु ऑक्साइड, जैसे TiO₂, ता₂0₅, आदि को जोड़ा जाता है। वर्गीकरण के कई तरीके हैं।

घटकों की संख्या के अनुसार, इसे यूनिट कोटिंग (जैसे PbO/Ti, MnO2/Ti, आदि), बाइनरी कोटिंग (जैसे Ti0) में विभाजित किया जा सकता है।₂रु0₂/ति, एलआर0₂टा₂0₅/Ti, आदि त्रिक कोटिंग (जैसे RuIrTi/ Ti, RuCoTi/Ti, RuSnTi/Ti, RuSnlr/Ti, आदि), चतुर्थक कोटिंग (जैसे RuIrSnTi/Ti) और पांच घटक कोटिंग (जैसे RuIrSnCoTi/Ti), आदि।

इलेक्ट्रोड कोटिंग के मुख्य सक्रिय घटकों के अनुसार, इसे मैंगनीज-आधारित एनोड, लेड-आधारित एनोड, रूथेनियम-आधारित एनोड और इरिडियम-आधारित एनोड में विभाजित किया जा सकता है। जैसा कि तालिका 1.1 में दिखाया गया है।

टैब．1．1 डीएसए का वर्गीकरण और अनुप्रयोग

इलेक्ट्रोड सतह पर होने वाली मुख्य प्रतिक्रिया के अनुसार, इसे मुख्य रूप से क्लोरीन विकास के लिए इलेक्ट्रोड (मुख्य रूप से रूथेनियम जैसे Ti02Ru02/Ti के साथ लेपित) और ऑक्सीजन विकास के लिए इलेक्ट्रोड (मुख्य रूप से इरिडियम जैसे Ir02Ta205/Ti के साथ लेपित) में विभाजित किया जाता है। धातु ऑक्साइड इलेक्ट्रोड की तैयारी ज्यादातर टाइटेनियम सब्सट्रेट पर धातु ऑक्साइड की एक निश्चित मोटाई प्राप्त करने के लिए थर्मल ऑक्सीकरण का उपयोग करती है।

1.1 टाइटेनियम सब्सट्रेट का पूर्व उपचार

धातु ऑक्साइड को पेंट करने से पहले, टाइटेनियम सब्सट्रेट की सतह का उपचार किया जाना चाहिए। इसका उद्देश्य सब्सट्रेट की सतह पर तेल के दाग और ऑक्साइड फिल्म को हटाना है, ताकि सब्सट्रेट सक्रिय अवस्था में रहे, ताकि कोटिंग और टाइटेनियम सब्सट्रेट के बीच संबंध बल में सुधार हो, इलेक्ट्रोड की चालकता में सुधार हो और इलेक्ट्रोड की सेवा जीवन को लम्बा किया जा सके।

टाइटेनियम सब्सट्रेट के पूर्व उपचार में निम्नलिखित चरण होते हैं: सैंडब्लास्टिंग, डीग्रीजिंग, एसिड एचिंग, सफाई और सुखाना।

1.2 टाइटेनियम सब्सट्रेट की सतह पर सैंडब्लास्टिंग संपीड़ित हवा द्वारा संचालित होती है, और रेत के छोटे कणों (या धातु के छर्रों) को उच्च गति वाले वायु प्रवाह और एक निश्चित झुकाव कोण के साथ टाइटेनियम सब्सट्रेट की सतह पर छिड़का जाता है। कोटिंग) टाइटेनियम सतह से गिर जाती है और एक समान गड्ढेदार सतह प्राप्त होती है।

1.3 सैंडब्लास्टिंग के बाद, टाइटेनियम सब्सट्रेट की सतह पर तेल के दाग होते हैं। सब्सट्रेट की सतह तैलीय पानी की बूंदों से मुक्त होने तक सॉल्वेंट डीग्रीजिंग (या इलेक्ट्रोलाइटिक डीग्रीजिंग) की आवश्यकता होती है। अन्यथा, तेल की उपस्थिति कोटिंग और सब्सट्रेट के बीच संबंध बल को बहुत कम कर देगी। एसिड एचिंग में डीग्रीजिंग टाइटेनियम सब्सट्रेट को 0.1 किग्रा/एल ऑक्सालिक एसिड घोल (या एचएफ घोल) में डुबोया जाता है और इसे उबलते हुए अवस्था में 1 से 3 घंटे तक खोदा जाता है। एक्स-रे विवर्तन विश्लेषण के अनुसार, एसिड धुलाई के बाद टाइटेनियम मैट्रिक्स की चरण संरचना में टाइटेनियम हाइड्राइड और ऑक्साइड सह-अस्तित्व में थे (जैसा कि चित्र 1.2 में दिखाया गया है)। सतह पर बने टाइटेनियम हाइड्राइड की संरचना TiH1.79 के करीब है, और इसके गठन की मुक्त ऊर्जा 82.9-85.9 kj/mol है, और संरचना काफी स्थिर है। 200 डिग्री पर 2 घंटे जोड़ें, इसकी मूल संरचना अभी भी अपरिवर्तित रह सकती है, जो दीर्घकालिक भंडारण के लिए बहुत फायदेमंद है। कोटिंग के बंधन बल को बेहतर बनाने और चालकता में सुधार करने के लिए, अचार उपचार बहुत महत्वपूर्ण है, और यह टाइटेनियम सब्सट्रेट की सतह सक्रियण का एहसास करने के लिए एक महत्वपूर्ण कदम है।

सामान्य तौर पर, टाइटेनियम ऑक्साइड के साथ महान धातुओं और उनके ऑक्साइड का बंधन बल शुद्ध टाइटेनियम के साथ उनके बंधन बल से अधिक होता है। इसलिए, कोटिंग से पहले टाइटेनियम सब्सट्रेट को खोदने के अलावा, इसे छिद्रपूर्ण बनाने के लिए टाइटेनियम सब्सट्रेट की सतह को सक्रिय किया जाना चाहिए। टाइटेनियम ऑक्साइड परत, इसलिए मैट्रिक्स उपचार की प्रक्रिया वास्तव में टाइटेनियम मैट्रिक्स धातु को सक्रिय करने की एक प्रक्रिया है। टाइटेनियम सब्सट्रेट को सैंडब्लास्ट करने, डीग्रीजिंग और एसिड उपचारित करने के बाद, सतह पर अलग-अलग गहराई के गड्ढे होते हैं। इन गड्ढों का अस्तित्व कोटिंग और सब्सट्रेट की संबंध शक्ति को बेहतर बनाने के लिए फायदेमंद है। कोटिंग से पहले, टाइटेनियम सब्सट्रेट को गड्ढे में और सब्सट्रेट की सतह पर जमा पाउडर और गंदगी को हटाने के लिए एक अल्ट्रासोनिक उपकरण से साफ करने की आवश्यकता होती है यदि टाइटेनियम सब्सट्रेट को एसिड टैंक से बाहर निकाल दिया जाता है, तो केवल धोने से जमा को हटाना असंभव है, अन्यथा कोटिंग और टाइटेनियम सब्सट्रेट की बॉन्डिंग ताकत प्रभावित होगी। साफ किए गए टाइटेनियम सब्सट्रेट को बाद में उपयोग के लिए आसुत जल में रखा जाना चाहिए ताकि टाइटेनियम सब्सट्रेट के ऑक्सीकरण को रोका जा सके। खोलने से पहले। टाइटेनियम सब्सट्रेट और माइक्रोपोर्स की सतह पर नमी को सुखाया जाना चाहिए। अन्यथा, कोटिंग के दौरान, बिना पका हुआ पानी कोटिंग के घोल में टाइटेनियम नमक (या टिन नमक) के साथ मिलकर अवक्षेप बनाता है, जिससे कोटिंग गिर जाएगी और इलेक्ट्रोड की सेवा जीवन प्रभावित होगा।

2. इलेक्ट्रोड तैयारी

कोटिंग समाधान की संरचना, कोटिंग समाधान की सांद्रता, सुखाने का तापमान और समय, और थर्मल ऑक्सीकरण तापमान और समय जैसे प्रक्रिया पैरामीटर सीधे इलेक्ट्रोड के प्रदर्शन को प्रभावित करते हैं। ब्रशिंग समय की संख्या और कोटिंग समाधान की सांद्रता ब्रशिंग की मात्रा से संबंधित हैं; थर्मल ऑक्सीकरण समय की संख्या, समय और तापमान का इलेक्ट्रोड के विद्युत रासायनिक प्रदर्शन और संक्षारण प्रतिरोध पर प्रभाव पड़ता है। कम थर्मल ऑक्सीकरण समय, कम तापमान और कम समय, जिसके परिणामस्वरूप कोटिंग का अधूरा ऑक्सीकरण और असमान ऑक्साइड क्रिस्टलीकरण होता है, जो इलेक्ट्रोड के उत्प्रेरक प्रदर्शन और सेवा जीवन को कम करेगा; जबकि थर्मल ऑक्सीकरण की संख्या बढ़ जाती है, तापमान बढ़ जाता है, और समय लंबा हो जाता है, यह टाइटेनियम मैट्रिक्स के ऑक्सीकरण और ऑक्साइड कणों की वृद्धि का कारण बनेगा, जो इलेक्ट्रोड के उत्प्रेरक प्रदर्शन को भी कम करेगा और इलेक्ट्रोड के सेवा जीवन को कम करेगा। इसलिए, कोटिंग के प्रदर्शन को प्रभावित न करने के आधार पर, थर्मल ऑक्सीकरण की संख्या को उचित रूप से कम करने के लिए कुछ ब्रशिंग के बाद थर्मल ऑक्सीकरण कोटिंग प्रक्रिया का उपयोग किया जाना चाहिए। इसके अलावा, तैयारी प्रक्रिया के दौरान निम्नलिखित बिंदुओं पर ध्यान दिया जाना चाहिए:

2.1 हर बार जब आप पेंट करते हैं, तो कोटिंग पतली और समान होनी चाहिए। कोटिंग समाधान को सब्सट्रेट की सतह पर कोटिंग समाधान के संचय या ढेर की बड़ी मात्रा से बचने के लिए आम तौर पर लगभग 15 से 18 बार लागू किया जाता है।

2.2 अवरक्त लैंप के तहत, विलायक धीरे-धीरे वाष्पित हो जाता है, और तापमान विलायक के क्वथनांक के अनुसार निर्धारित होता है; उच्च तापमान पर विलायक के कार्बनीकरण से बचने और कोटिंग के प्रदर्शन को प्रभावित करने के लिए विलायक के पूरी तरह से वाष्पित होने के लिए समय उपयुक्त होता है।

2.3 पूरी तरह से सूखे इलेक्ट्रोड को मफल भट्टी में भेजा जाता है, और ऑक्सीकरण तापमान और समय कोटिंग संरचना के अनुसार निर्धारित किया जाता है, आमतौर पर 5-15 मिनट।

2.4 इलेक्ट्रोड के ऊष्मीय ऑक्सीकरण के बाद, अगली ब्रशिंग से पहले इसे कमरे के तापमान तक ठंडा किया जाना चाहिए ताकि ऑक्साइड कोटिंग को ठंड और गर्मी से क्षतिग्रस्त होने से बचाया जा सके।

2.5 ब्रश करने और सुखाने के बाद, इलेक्ट्रोड कोटिंग को पूरी तरह से ऑक्सीकरण करने के लिए 1 घंटे के लिए मफल भट्टी में थर्मल ऑक्सीकरण करें।

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