鈦基二氧化錳涂層的特性之陽(yáng)極電位
發(fā)布時(shí)間: 2022-12-02 瀏覽:524
由于鈦的電導率低(為銅電導率的 3.1%),基體厚度為8~10mm 時(shí),鈦基體的電位降為 50~70mV。Mn02涂層的厚度為1~2mm 時(shí),在運轉 10~15 天后,氧化物中氧的含量從 MnO1.87變化為 MnO1.96,同時(shí)電流載體(電子)量減少,二氧化錳電阻增加到原來(lái)的 1. 5 倍,此時(shí)的電位降為 20~40mV。最主要的是鈦基體和 MnO2涂層之間的接觸電阻造成 Ti/ MnO2陽(yáng)極的陽(yáng)極電位高于 PbAg 陽(yáng)極,如圖 3-3 所示,高約 0.1~0.2V。鈦基體和MnO2涂層接觸面中的電阻增加是由于擴散的氧對鈦的氧化而引起的,由于氧化鈦和二氧化錳的電子逸出功不同,因此在氧化鈦中會(huì )生成貧化層,貧化層的厚度取決于氧化鈦的電子逸出功和導電率的比例。陽(yáng)極極化過(guò)程中,二氧化錳中的氧含量增加促使二氧化錳的電子逸出功增加,這會(huì )引起接觸物體中電子的重新分配,并引起貧化層厚度增加,從而導致電極陽(yáng)極電位升高。
圖 3-3 在電流密度為 500A/㎡時(shí) TV/MnO2陽(yáng)極電極電位
隨時(shí)間的變化(1mol/L H2S04,25~30℃)
1一無(wú)中間層;2—鉑 1.5μm;3一化學(xué)熱處理法制取的 TiN;
4—爆炸復合法涂敷的 TiN;5—PbAg 陽(yáng)極
防止接觸電阻增加比較好的方法是使用鍍鉑的鈦,但鍍鉑要使用昂貴的鉑。其他方法是在基體表面生成鈦和非貴金屬的化合物,特別有效的是鈦和氮生成的化合物(TiN),即鈦基體和純氮在 900~1000℃下化學(xué)熱處理 2h,但鈦基體可能變形和氧化。而可靠和有前途的是使用爆炸復合法、等離子噴涂法和離子氮化法涂敷氮化鈦。
有中間層的 Ti/MnO2陽(yáng)極電位低于 PbAg 陽(yáng)極的,低約0.15~0.2V,且在運轉過(guò)程中幾乎不變化。
過(guò)電位
電極反應的催化活性通常根據交換電流密度 i0的大小進(jìn)行判斷,但是,對于析氧反應,一般來(lái)說(shuō) i0很小,所以在多數情況下是用一定電流密度下的過(guò)電位的大小進(jìn)行比較。
二氧化錳電極和各種電極材料的氧過(guò)電位值見(jiàn)表 3-2。
表3-2 1mol/ L KOH 中各種電極的氧過(guò)電位過(guò)電位
從表 3-2 中數據可以看到,Ti/RuOx/MnOx電極的氧過(guò)電位比較低,與 TVRuOx電極和 Ti/IOx電極接近,遠遠低于鉑、石墨、鉛電極。
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