钛管阳极结构原理

结构与原理

· 结构组成：以钛管作为基体，通过涂刷、烧结等工艺在其表面生成具有电催化活性的金属氧化物涂层。钛基体作为导电骨架，而金属氧化物涂层则是发挥电催化作用的关键部位。

· 工作原理：在电化学系统中，作为电解池的阳极，外接电源产生电流时，涂层中的活性成分催化电解液中的离子发生氧化反应，自身不参与反应，仅传递电子。钛基体将电流均匀传导至涂层表面，确保反应高效进行。同时，管状结构增大了电极与电解液的接触面积，提升反应效率，也便于电解液流通和产物排出。

特点

· 化学稳定性好：即使在低 pH 值和含有氯离子等腐蚀性强的环境中，也具有良好的化学稳定性。

· 尺寸稳定性高：在阳极设计寿命期内，能够保持尺寸稳定，电解过程中电极间距离不变化，可保证电解操作在槽电压稳定的情况下进行。

· 涂层损耗均匀：具有均匀的涂层损耗率，一般为 1-6mg/A.a3。

· 高电流密度工作：可以在高电流密度下工作，如 2000A/m²，能够满足一些对电流要求较高的电化学过程。

· 导电性能良好：导电性能可达 10-7Ω・m，有利于电流的传导和反应的进行。

· 重量轻：相比一些传统的阳极材料，钛管阳极重量轻，可减轻劳动强度，也便于装卸、运输和安装。

应用领域

· 阴极保护领域：在土壤、淡水、盐渍水和海水中的外加电流阴极保护系统中，作为辅助阳极，与恒电位仪、测试桩、参比电极等共同构成阴极保护系统，可保护地下管道、桥梁、船舶等金属结构免受腐蚀。

· 电镀行业：广泛用于镀镍、镀金、镀铬、镀锌、镀铜等电镀有色金属行业，可替代常规的铅基合金阳极，在相同条件下，能降低槽电压，节约电能消耗，并且不会污染镀液，还能提高镀层质量5。

· 电解水处理领域：可用于污水处理、淡水消毒、发电厂冷却循环水的处理、医院污水处理等，通过电解产生氧化性物质，如氯气、次氯酸等，来杀灭细菌、氧化有机物和去除污染物。

· 氯碱工业：用于隔膜法或离子膜法生产烧碱和氯气，能够提高电流密度，降低槽电压，节约电能，延长电极使用寿命，提高产品质量，使氯气纯度更高，碱浓度也更高。

· 其他领域：还可应用于电解提取有色金属、电解银催化剂的生产、电解法制造铜箔、电解氧化法回收汞、水电解、二氧化氯的制取、电渗析法淡化海水、熔融盐电解、电池生产等诸多领域。

主要类型

· 钌钛阳极：在氯碱工业中应用广泛，全球约 70% 的氯碱产能依赖钌钛阳极，具有良好的电催化性能和稳定性，能够在高电流密度下工作，提高生产效率，降低电耗。

· 钌铱钛阳极：常用于电镀行业，特别是电子电镀领域，如 PCB 企业采用钌铱钛阳极可提高铜箔厚度的精度，在贵金属回收方面也表现出色，能够提高金等贵金属的回收率。

· 铱锡钛阳极：在海水淡化领域有重要应用，具有抗生物污染的特性，同时是节能先锋，能够降低海水电解的吨水电耗，此外，在远洋舰船的海水淡化系统中也发挥着重要作用。