Mehanizam kvara elektrode metalnog oksida

Mehanizam kvara elektrode od metalnog oksida

Slabljenje aktivnosti elektrode metalnog oksida događa se na sučelju aktivni sloj/elektrolit i supstrat/aktivno sučelje. S napredovanjem elektrolize, anodna prevlaka postupno otpada, atitanijumpodloga je na nekim slabim mjestima pasivizirana. Katalitička aktivnost elektrode postupno slabi dok potpuno ne izgubi svoju aktivnost, kao što je prikazano na slici 1.3.

a-Prije elektrolize; b-Elektroliza; c-Nakon inaktivacije; 1-Titanska podloga;2-Aktivni premaz;3-TiO2

Slika 1.3 Skica anode metalnog oksida tijekom intenziviranja životnog vijeka

Mnogi su znanstvenici proučavali uzroke kvara elektroda. Trenutno domaći i strani znanstvenici imaju nedosljedna tumačenja ovoga, uglavnom na sljedeći način:

(1) Otapanje Ru02:

U rutenijevoj prevlaci, Ru02 je glavna elektrokatalitička komponenta. Prema termodinamičkim proračunima Ru0₂će se oksidirati u Ru04 kada je anodni potencijal pozitivan na 1,387 V (u odnosu na SHE ili 1,146 V u odnosu na SCE):

Ru0₂+2H₂{{0}}Ru0₄+4H⁺+4e (1．20)

Ru04 proizveden reakcijom može postojati u obliku H₂Ru0₂u rješenju i Ru0₄ dalje se rastavlja:

Ru0₄+xH₂{{0}}Ru0_2xH₂0+0₂ (1．21)

Na taj će način elektrokatalitička komponenta Ru02 u ovojnici napustiti elektrodu i otopiti se u otopini, uzrokujući da elektroda izgubi svoju aktivnu energiju.

Na temelju karakteristika komponenti premaza koje nisu otporne na koroziju kiselinom i elektrokemijsku koroziju, predlaže se mehanizam pasivizacije rutenij-titan metal oksidne elektrode za stvaranje šupljeg sloja. Na 40 stupnjeva, O. U 5 mol/LH₂S0₄rješenja, proveden je test poboljšanog vijeka trajanja. Kemijsko otapanje Ti0₂u sumpornoj kiselini i elektrokemijsko otapanje Ru0₂u kombinaciji uzrokuju stvaranje šupljeg sloja.

Sveučilište Tianjin u Kini proučavalo je mehanizam korozije Ru0₂-Ti0₂elektrode i istaknuo da je elektrokemijsko otapanje aktivnih komponenti Ru u prevlaci glavni razlog kvara elektrode. Zhang Zhaoxian istaknuo je dva slučaja otapanja anodnog premaza: jedan je ravnomjerno otapanje cijele površine anode, a drugi je lokalno otapanje u određenom području anode (obično na rubu anode). Kada se otopi do određene mjere i ostatak premaza čini 18% ukupne površine elektrode, elektroda se pasivizira.

(2) Gubitak katalitičke aktivnosti Ru02

Prevlaka rutenij titan izrađena je od nestehiometrijskog Ru0_2-x. I Ti0_2-x. x se sastoji od oksida s nedostatkom kisika, gdje je x približno u rasponu od 0.01 do 0.02. Pravi centar aktivacije pražnjenja klora je nekvantitativni Ru0₂. Što je više takvih oksida, to je više aktivnih centara i bolja je katalitička aktivnost elektrode. Profesor DeNora jednom je istaknuo: Vodljivost obložene anode je izvedba iskrivljenog miješanog kristala n-tipa generiranog iz istog kristala Ru0₂+Ti0₂nakon toplinske obrade, u kojoj postoje neke rupe za kisik. Ali kada se ove rupe za kisik napune kisikom, premaz gubi svoju elektrokatalitičku aktivnost, a prenapon brzo raste, što dovodi do pasivizacije elektrode. Jednom je toplinski obradio pasiviziranu anodu u inertnom plinu ili vakuumu, i otkrio da kada se ukloni apsorbirani i adsorbirani kisik, anoda se vraća u svoje izvorno neelektrokemijsko mjerno stanje, oživljavajući aktivnost anode.

Ru0₂obložena elektroda proučavana je metodom brzog ispitivanja vijeka trajanja. Vjeruje se da je mehanizam uništenja Ru0₂je zbog pretvorbe Ru0₂na druge vrste oksida.

(3) Oksidacija titanske podloge

Tijekom elektrolize na anodi se stvara aktivni kisik. Osim što se dio ispušta na granici aktivne prevlake/elektrolita i napušta površinu elektrode u obliku kisika i ulazi u otopinu, drugi dio aktivnog kisika adsorbira se na površini elektrode difuzijom ili migracijom. Prođite kroz aktivni premaz kako biste došli do sučelja između premaza i podloge. Ovi aktivni oksidi adsorbiraju se na površini supstrata i tvore obrnuti otpor PN spoja s titanom. Osim toga, morfologija kornjačaste pukotine tipična je struktura metalnih oksidnih elektroda. Postojanje pukotina omogućuje kontakt elektrolita s podlogom kroz pukotine, uzrokujući oksidaciju podloge, uzrokujući otpadanje aktivne prevlake, što dovodi do povećanja anodnog potencijala, a povećanje potencijala dodatno potiče otapanje prevlake. i oksidaciju podloge.

Korištenjem fotografija kvara elektrode snimljenih skenirajućim elektronskim mikroskopom mogu se uočiti različiti oblici ljuštenja premaza):

1) Zgnječeno ljuštenje: pukotine su djelomično oljuštene, a velike pukotine su slomljene i oguljene, a pojedinačne jamice za ljuštenje duboke su poput podloge

2) Guljenje konveksnog sloja: Samo nekoliko slojeva s površine i iznutra je oguljeno u konveksnom trbušastom sloju, rubovi praznine su neravni kao slomljeni zidovi, a okolni moiré uzorci jasno su vidljivi

3) Pucanje pri pucanju: niz vide moire uzoraka prodire i povezuje se kako bi formirao dugu pukotinu na dnu pukotine. Zavojite i duboke fine linije slabo su vidljive, što na kraju uzrokuje kvarenje premaza zbog velikog ljuštenja 4). Analiza pokazuje da je ljuštenje prevlake titanske anode rezultat kombiniranog djelovanja kemijskih i fizičkih sila, te su predložene odgovarajuće metode poboljšanja za različite oblike ljuštenja. U slučaju drobljenja i ljuštenja slojeva, treba povećati kombinaciju premaza i podloge; u obliku napuknutog potpunog ljuštenja, osim gore navedenih poboljšanja, također treba kontrolirati broj prodornih pukotina na izvornoj napuknutoj površini.

SEM slike elektrode nakon intenziviranja

Popularni tagovi: miješana elektroda od metalnog oksida, elektroda od metalnog oksida, Mehanizam kvara elektrode od metalnog oksida Kina, proizvođači, dobavljači, tvornica, prilagođeno, veleprodaja, niska cijena, na zalihama