鈦電極鈦陽(yáng)極的40年
發(fā)布時(shí)間: 2022-06-27 瀏覽:561
DSA自20世紀60年代末問(wèn)世后,至今已歷時(shí)整整40年。鈦陽(yáng)極最早用于氯堿生產(chǎn)中,經(jīng)過(guò)各國工程技術(shù)人員的努力,現已廣泛應用于化工、環(huán)保、水電解、水處理、電冶金、電鍍、金屬箔生產(chǎn)、有機電合成、電滲析、陰極保護等行業(yè)中。在研究人員推動(dòng)下,電極學(xué)、電極反應工程學(xué)、電極過(guò)程動(dòng)力學(xué)、電催化科學(xué)等理論知識也被不斷地創(chuàng )新和豐富。
鈦陽(yáng)極的誕生極大地推進(jìn)了食鹽電解生產(chǎn)的發(fā)展,被譽(yù)為是氯堿工業(yè)一大技術(shù)革命。DSA的發(fā)明是20世紀電化學(xué)工業(yè)最重大的發(fā)明之一,是對電化學(xué)領(lǐng)域劃時(shí)代的貢獻。
鈦陽(yáng)極是以金屬鈦作為基體,在其表面涂敷以鉑族元素氧化物的一種電極材料,是荷蘭人H.B.Beer(1909~1994)發(fā)明的。
H.Beer 1909年出生于荷蘭一個(gè)經(jīng)營(yíng)鐘表生產(chǎn)的家庭,16歲時(shí)獲得第一個(gè)關(guān)于“稻草人”的專(zhuān)利,從此開(kāi)始步入發(fā)明家的人生旅途。以后陸續發(fā)明了房?jì)热∨b置(1927,1933),熱帶衣服用容易拆卸的紐扣(1929),用鋁置換鋅的改良干電池(1932),用臭氧殺菌的空氣凈化裝置(1936),電化學(xué)排除潛水艇等二氧化碳氣體、從海水中提取氧的方法(1950~1953)等。
1956年鈦已規模生產(chǎn),Beer注意到用鈦作電極基體的可能性。1965年Beer將在鈦上覆蓋鉑族金屬改變?yōu)樵阝伾细采w鉑族金屬氧化物,而獲得最初的證明,根據申請年份,將此稱(chēng)為Beer65專(zhuān)利。1967年又發(fā)明了目前已在生產(chǎn)中應用的可形成薄膜的金屬氧化物與不形成薄膜導電體的混合氧化物涂層電極,將此稱(chēng)為Beer67專(zhuān)利。
Beer65專(zhuān)利是一種以閥型金屬為芯,從鉑、銥、銠、鈀、釕、鋨中選擇鉑族金屬或其合金的氧化物組成外層的電極,特別是含有一種以上的非鉑族金屬氧化物。
所謂法型金屬,指的是鈦,鈦合金、鉭,鉭合金、鋯,鋯合金、鈮及妮合金,它在鹽水中作陰極時(shí)是導電的,改作陽(yáng)極時(shí)立即不到電,“閥”的含意就在于此。
Beer67專(zhuān)利是一種電解用電極,電極表面涂層由可形成薄膜的金屬氧化物和不形成薄膜的導電體的混合晶型物質(zhì)構成,形成薄膜的金屬氧化物量大于50mol%。有望成為不形成薄膜導電體的有金、銀、鉑、鈀、銥、釕、餓、鐵、鎳、鉻、銅、鉛、錳等,及其氧化物,石墨,氮化物,碳化物,硫化物等。
Beer67的突出貢獻是,創(chuàng )立了熱分解涂敷方法,將混有鉑族元素鹽類(lèi)的溶液,涂敷在金屬基體上,保持氧化性氣氛,進(jìn)行熱分解,就能獲得鉑族金屬氧化物涂層。涂敷法的成功,可不使用電鍍法,使金屬電極從鈦鍍鉑電極開(kāi)始,發(fā)展成為今天的鈦基涂層電極。