鈦電極鈦陽極的40年
發(fā)布時間: 2022-06-27 瀏覽:724
DSA自20世紀60年代末問世后,至今已歷時整整40年。鈦陽極最早用于氯堿生產(chǎn)中,經(jīng)過各國工程技術(shù)人員的努力,現(xiàn)已廣泛應(yīng)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。在研究人員推動下,電極學(xué)、電極反應(yīng)工程學(xué)、電極過程動力學(xué)、電催化科學(xué)等理論知識也被不斷地創(chuàng)新和豐富。
鈦陽極的誕生極大地推進了食鹽電解生產(chǎn)的發(fā)展,被譽為是氯堿工業(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)域劃時代的貢獻。
鈦陽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年出生于荷蘭一個經(jīng)營鐘表生產(chǎn)的家庭,16歲時獲得第一個關(guān)于“稻草人”的專利,從此開始步入發(fā)明家的人生旅途。以后陸續(xù)發(fā)明了房內(nèi)取暖裝置(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(guī)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(jù)申請年份,將此稱為Beer65專利。1967年又發(fā)明了目前已在生產(chǎn)中應(yīng)用的可形成薄膜的金屬氧化物與不形成薄膜導(dǎo)電體的混合氧化物涂層電極,將此稱為Beer67專利。
Beer65專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是導(dǎo)電的,改作陽極時立即不到電,“閥”的含意就在于此。
Beer67專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(dǎo)電體的混合晶型物質(zhì)構(gòu)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(dǎo)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的溶液,涂敷在金屬基體上,保持氧化性氣氛,進行熱分解,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始,發(fā)展成為今天的鈦基涂層電極。