钛电极学导论- 雷镡
《铈掺杂铱基涂层钛电极的构筑及其在酸性OER中的应用》范文
《铈掺杂铱基涂层钛电极的构筑及其在酸性OER中的应用》篇一一、引言随着环保意识的逐渐加强，以及对于高效、清洁能源的需求，电化学技术已成为当前研究的热点。
其中，氧析出反应（OER）在能源转换和储存领域扮演着重要角色。
为了提高OER的效率和稳定性，研究者们不断探索新型的电极材料和结构。
本文将重点探讨铈掺杂铱基涂层钛电极的构筑方法及其在酸性OER中的应用。
二、铈掺杂铱基涂层钛电极的构筑（一）材料选择与制备本实验选用钛作为基底材料，其具有较高的导电性和良好的耐腐蚀性。
在钛基底上，我们采用铱基涂层作为主要的功能层，同时通过引入铈元素进行掺杂。
首先，将钛片进行预处理，包括抛光、清洗等步骤。
然后，在钛片上制备铱基涂层。
接着，利用合适的工艺方法将铈元素引入到铱基涂层中，完成掺杂过程。
最后，通过高温处理和优化涂层结构，获得具有优异性能的电极。
（二）结构表征与性能优化为了了解电极的微观结构和成分分布，我们采用了扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）和X射线衍射（XRD）等手段进行表征。
通过SEM图像，我们可以观察到涂层的表面形貌；而TEM则可帮助我们分析涂层的微观结构；XRD则可以提供关于涂层中元素的存在形式和晶格结构的信息。
在获得电极的微观结构信息后，我们进一步对电极的电化学性能进行测试和优化。
通过循环伏安法（CV）和线性扫描伏安法（LSV）等电化学测试手段，评估电极在酸性OER中的性能。
同时，我们还研究了掺杂铈元素对电极性能的影响，并探讨了最佳掺杂比例。
三、铈掺杂铱基涂层钛电极在酸性OER中的应用（一）提高OER性能铈掺杂铱基涂层钛电极在酸性OER中表现出优异的性能。
铈元素的引入能够提高涂层的导电性和催化活性，从而加速了OER 的速率。
此外，涂层的稳定性和耐腐蚀性也得到了显著提高，使得电极在长时间的OER过程中保持较高的性能。
（二）应用前景与挑战铈掺杂铱基涂层钛电极在能源转换和储存领域具有广阔的应用前景。
钛电极在水处理中的应用
钛电极在水处理中的应用
《钛电极在水处理中的应用》
钛电极作为一种新型的电化学材料，具有耐腐蚀、耐高温、高强度等优点。
近年来，钛电极在水处理领域得到了广泛的应用，其主要包括电化学氧化、电解消毒、电沉淀、电解还原等方面。
首先，钛电极在电化学氧化中发挥了重要作用。
通过钛电极进行电化学氧化可以去除水中的有机物、重金属离子、氨氮等有害物质，将其转化为无害的物质，使水质得到改善。
而且，钛电极的高耐腐蚀性能使其可以在酸、碱、盐等腐蚀性较大的环境下进行工作，使得其在水处理中的应用更加广泛。
其次，钛电极在电解消毒中也起到了重要作用。
通过钛电极进行电解消毒可以高效地灭活水中的细菌、病毒等微生物，达到净化水质的目的。
相比传统的化学消毒方法，钛电极的电解消毒更加环保且效果更好。
另外，钛电极还可以通过电沉淀去除水中的悬浮物、浑浊物等固体颗粒，提高水质的透明度。
同时，钛电极还可以通过电解还原将水中的重金属离子、有机物质等还原成不易溶解的物质沉淀下来，从而实现水质的净化。
总的来说，钛电极在水处理中的应用为水质净化、环境保护等领域提供了新的技术手段，其高效、环保、耐腐蚀等优点使得其在水处理领域有着广阔的发展前景。
随着科技的不断进步和应用技术的不断成熟，相信钛电极在水处理领域的应用会愈发广泛。
钛阳极(钛电极)电解铜
析出。
比铜不活泼的杂质如金和银等沉积在电解槽的底部。
1.铜冶炼的原料炼铜的原料是铜矿石。
铜矿石可分为三类：（1）硫化矿，如黄铜矿(CuFeS2)、斑铜矿(Cu5FeS4)和辉铜矿(Cu2S)等。
（2）氧化矿，如赤铜矿(Cu2O)、孔雀石[CuCO3Cu(OH)2]、蓝铜矿[2CuCO3Cu(OH)2]、硅孔雀石(CuSiO32H2O)等。
（3）自然铜。
铜矿石中铜的含量在1％左右（0.5％～3％）的便有开采价值，因为采用浮选法可以把矿石中一部分脉石等杂质除去，而得到含铜量较高（8％～35％）的精矿砂。
除了铜精矿之外,废铜亦为精炼铜的主要原料之一，包括旧废铜和新废铜，旧废铜来自旧设备和旧机器，废弃的楼房和地下管道；新废铜来自加工厂弃掉的铜屑(铜材的产出比为50％左右),一般废铜供应较稳定，废铜可以分为：裸杂铜:品位在90％以上；黄杂铜（电线）:含铜物料（旧马达、电路板）；由废铜和其他类似材料生产出的铜，也称为再生铜。
湿法冶炼：湿法冶炼一船适于低品位的氧化铜，生产出的精铜称为电积铜。
现代湿法冶炼有硫酸化焙烧－浸出－电积，浸出－萃取－电积，细菌浸出等法，适于低品位复杂矿、氧化铜矿、含铜废矿石的堆浸、槽浸选用或就地浸出。
湿法冶炼技术正在逐步推广，预计2009年可达总产量的25%，湿法冶炼的推出使铜的冶炼成本大大降低。
2、铜冶炼的过程及方法铜的冶炼方法可分为两类：火法冶金和湿法冶金。
世界上精铜产量的85％以上是用火法冶金从硫化铜精矿和再生铜中回收的，湿法冶金生产的精铜只占15％左右。
（1）铜矿石的冶炼过程：从铜矿石冶炼铜的过程比较复杂。
以黄铜矿为例，首先把精矿砂、熔剂（石灰石、砂等）和燃料（焦炭、木炭或无烟煤）混合，投入“密闭”鼓风炉中，在1000℃左右进行熔炼。
于是矿石中一部分硫成为SO2（用于制硫酸），大部分的砷、锑等杂质成为AS2O3、Sb2O3等挥发性物质而被除去：2CuFeS2＋O2=Cu2S＋2FeS＋SO2↑。
钛阳极资料
一、电解提取有色金属1、电解提取铜的阴阳极一般都用钛电极，钛阳极需要涂层增加电催化活性，钛阴极不涂层，可用钛板作始极片反复使用。
2、电解提取锌，用铝板阴极；提取钴，用不锈钢作阴极。
3、使用石墨阳极的坏处：a、石墨电阻大，电能消耗大。
b、石墨容易消耗，工作寿命短。
c、石墨污染阴极产品，使纯度降低。
4、涂层钛阳极稳定、耐蚀、有良好的电催化活性，能够降低阳极反应的过电位和槽电压。
二、阴极保护1、原理：向被腐蚀的金属结构物表面施加一个外加电流，被保护的结构物成为阴极，从而使得金属腐蚀发生的电子迁移得到抑制，避免和减弱腐蚀的发生。
2、应用领域：阴极保护技术已经发展成熟，广泛的应用在土壤、海水、淡水、化工介质中的钢制管道、电缆、钢码头、舰船、储罐罐底、冷却器等金属构筑物的腐蚀控制。
三、电解铜箔1、电解铜箔作为电子工业的基础材料之一，主要用于制造印刷电路板(PCB)。
2、制造工艺：以电解铜或具有与电解铜同等纯度的废铜线为原料，将其在硫酸中溶解，制成硫酸铜的水溶液，以金属辊筒为阴极，通过电解反应连续地在阴极辊筒表面电解沉积上金属铜，同时连续地从阴极辊筒上剥离，这工艺称为生箔电解工艺。
3、最后从阴极上剥离的一面(光面)就是层压板或印刷线路板表面见到的一面，反面(俗称毛面)就是需要进行一系列表面处理，在印刷线路板中与树脂粘接的一面。
4、电解时，电解液中阳离子向阴极迁移，在阳极上得到电子被还原。
阴离子跑向阳极失去电子被氧化。
在硫酸铜溶液中接人两电极，通以直流电．此时，将发现在接电源阴极的极板上，有铜和氢气析出。
如果是铜阳极，则同时发生铜的溶解和氧气的析出。
其反应如下：阴极：Cu2+ +2e → 2Cu2H+ +2e → H2↑阳极：4OH- +4e → 2H2O + O2↑2S042-+2H2O -4e → 2H2S04 + O2↑从阳极溶解的铜，补充了电解液中的铜离子的消耗。
将阴极表面经过一定的处理，使沉积在阴极上的铜层能够剥离，就会得到一定厚度的铜皮。
钛基金属氧化物涂层电极的制备及表征
ｉ ｓ ｓ ｔ ｕ ｄ ｉ ｅ ｄ． Ｔｈ ｅ ｒ ｅ ｓ ｕｌ ｔ ｓ ｓ ｈ ｏ ｗ ｔ ｈａ ｔ ｔ ｈ ｅ ｔｏ ｍｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｃ ｏ ｕ ｌ ｄ ｅ ａ ｓ ｉ ｌ ｙ ｌ ｅ ａ ｄ ｔ ｏ ａ “ｃ ｒ ａ ｃ ｋｉ ｎ ｇ’ ’
关键 词 ：电化 学工程 ； 掺 杂 改性 ；钛基 体 ；电催 化 活性 ；废水处 理 中图分 类号 ： ０ ６ ４ ６ 文 献标 志码 ： Ａ 文章 编号 ： １ ０ ０ ０ － １ ０ ９ ３ （ ２ ０ １ ３ ） １ １ — １ ４ ４ ８ — ０ ６
ＤＯＩ ：１ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｉ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ０ ． １ ０ ９ ３ ． ２ ０ １ ３ ． １ １ ． ０ １ ７
Ｐｒ ｅ ｐ ａ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎｄ Ｃｈ ａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｉ ｚ ａ ｔ ｉ ０ ｎ ｏ ｆ Ｔｉ ｔ ａ ｎｉ ｕｍ － ｂａ ｓ ｅ ｄ Ｍｅ ｔ ａ ｌ ０ｘ ｉ ｄｅ Ｃｏ ａ ｔ ｅ ｄ Ｅｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｄ ｅ ｓ
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钛电极(钛阳极)的应用
水处理钛阳极电解水制取H2、O2电解制氢气氧气用钛阳极 电解制氢气氧气用钛阳极是我公司利用多年时间自主研发生产，现已投放市场，质量稳定，环保无二次污染，低过电位，节能效果好，可节约15——20%能源。
有板、网、管形状，也可根据用户特殊要求定做生产异型件。
碱性水、酸性水、负电位水电解水机用钛阳极【电解水机用碱性电解槽】槽体使用无毒害的abs 塑料材质，内部可配钌铱涂层、铂铱涂层、镀铂钛电极及日本进口离子膜，ph 值8-11。
电解水机用碱性电解槽具有稳定良好的电解效果，广泛应用于家用电解水机、消毒水机及大型水厂。
深圳洁驰自行研制生产的钌铱涂层钛电极和镀铂钛电极，加进口离子膜，具有稳定的电解效果，已广泛使用在家用电解水机，及消毒水机中，并在大型水厂得到推广使用，能效低，电解稳定，寿命长，价格低廉，并且此款产品通过欧盟的EC-1935-2004检测。
钛金属电极是电解水机器中关键部件，金属电极的好坏直接影响整水机的质量。
如何选用电极应按工作性质的不同合理选用，在水处理领域中金属电极就必须具备以下基本要求：（1）具有良好的导电性；（2）耐腐蚀性强；（3）机械强度和加工性能好；（4）工作寿命长；（5）有良好的电催化性能等。
在水处理领域中尤其是对水的电解过程中，如生成酸、碱离子水的过程中水中存在各种强氧化质，如：O3 、H 2O2 、HCLO 等，而阳极又经常换向，故就必须使用特殊性功能性电极。
我公司经过多年研究，开发出适合水处理领域的长寿命电极----钛金属涂层电极。
这种电极是在纯钛基材上涂制了电催化性能高、抗氧化性能强、导电性能好的铂族贵金属氧化物，属不溶性阳极。
该阳极的特性是：洁驰集团 叶林 市场部经理 139********（1）钛具有比重轻、强度好、抗腐蚀、性能好的特点，尤其是抗湿氯性能是其他金属材料无法比拟的。
比如：在水的电解中有微量的氯离子量时，不锈刚极板会很快发生点蚀，使电极寿命缩短，而钛就不存在这些问题。
电极过程动力学导论1
电场强度=4q/, 0<x<d区 间内电势梯度恒定
不
1 d d( 1) d1
存 在
Cd dq
dq
dq
特 性 相
1 1 C紧 C分散
互
作
C紧
C分散
用
“电极/溶液”界面模型的发 展
Helmholtz“平板电容器”模型（“紧密双电层”
模型）
Cd
dq dV 4d
成功：可以解释某些溶液中测得的微分电容曲线 在零电荷电势两侧各有一平段（图2.18）
当1=0时，cosh(0)=1，此时C分散具有最小值。当q和1增 大时C分散迅速增大。
GCS模型的缺点
1、由于只处理了界面的一部分（分散层）而不是 全部界面区域，因此难以用实验进行验证。
2、推导公式过程中的不足。如：将分散层的介电常数 当作恒定值、离子所占体积和活度系数的变化等。
3、未考虑剩余电荷的“粒子性”。 若溶液的浓度不超过10-2mol/L，1不超过0.1V，则按GCS 模型估算1时误差不超过3%；但在许多常用的条件下，1 的计算误差也可高达30%~40%
q
RTc0 2
exp2R1FTexp2R1FT
2RTc0
sinh1F
2RT
对于z-z型电解质
q 2RT0csinhz2R1FT
分散层电容
C 分散 dd 1qR zFTR 2T 0ccosz2 R h1FT
在25C并采用实用单位时，上式可表示为
C 分 (F 散 c 2 ) m 7 .2 1 3 3 z 0 c 0 c1 o .4 z 9 s1 6 h
（Volta电势） （Galvani电势） i ii
•两孤立相（不发生相间粒子转移）间电势只与其
钛电极工学
钛电极工学
1.钛电极的物理性质和化学性质：介绍钛电极的基本性质，如密度、硬度、导电性、耐腐蚀性等，以及钛电极在不同工业领域中的应用。
2. 钛电极的制备技术：介绍钛电极的制备方法，包括化学法、物理法、电化学法等，以及各种制备方法的优缺点。
3. 钛电极的表面处理技术：介绍钛电极的表面处理方法，如阳极氧化、喷砂、化学镀等，以及表面处理对电极性能的影响。
4. 钛电极的应用：介绍钛电极在不同工业领域的应用，如化工、电镀、电解、生物医药等，以及电极的设计和选择。
5. 钛电极的维护与保养：介绍钛电极的维护与保养方法，包括清洗、防腐、修复等，以及电极寿命的影响因素和延长寿命的方法。
该书可供从事钛电极制备、应用和维护的工程技术人员、研究人员、教师和学生参考使用。
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什么叫阳极钝化 什么是金属的钝化现象?把铁丝浸在稀硝酸中时,铁丝很 快就会溶解,但吧铁丝放在浓硝酸中时铁丝的溶解现象 几乎完全停止了.这时如果把铁丝重放回稀硝酸中,铁丝 已不再溶解,用肉眼甚至用显微镜观察也看不出铁丝表 面有什么变化,人们认为铁丝这时处于钝化状态. 阳极在电角运转过程中,工作寿命有一定的期限.当电压 升的很高,实际上没有电流通过时,阳极便失去作用,这种 现象称为阳极钝化.
阳极使用寿命的影响因素主要有哪些? 1. 电流密度:电流密度和阳极寿命成反比.电流越大,阳极使用寿命越短.豪格公司阳极设计电流密 度一般为2000A/M2内.建议电流密度不要超过2000A/M2.另外尽量避免电流忽大忽小. 2. 钛基材:阳极的基材一般选用纯钛,且要求在TA1的材质以上,若使用的基材纯度不够,耐腐蚀性 能就会大打折扣,对阳极的使用寿命有很大影响. 3. 电解液:电解液中禁止含有氟离子,氰基离子和硫离子,如有对阳极的寿命影响也比较大.电解液 中氯离子含量应控制在200PPM以内. 4. 倒极:倒极是阳极修复时时常采用的一种方式,可以使已经钝化的旧涂层从基体表面脱落 .所以在 使用中禁止到极. 5. 频繁断电:在没有电流通过的情况下,涂层在溶液中长时间浸泡会受到很大损害.所以在阳极不工 作的时候最好通以很小的电流,维持回路的产生,.长时间不用的时候,将阳极从液体中取出,用清水冲洗 干净,晾干存放. 6. 人为损伤:阳极表面不能有硬伤,如果部分涂层受损,即使是很小的一道划伤,也会使阳极迅速被 腐蚀\钝化,最后导致失效.所以在安装及使用阳极中要轻拿轻放,避免磕碰. 7. 8. 度. 短路.禁止在通电情况下的阴阳极接触.短路造成的瞬间电流非常大,可烧毁极板. 温度:温度和阳极寿命也成反比关系,我公司设计阳极设计温度为40-60度,.建议温度不要超过60
钛阳极详解
什么是钛阳极？钛阳极全称叫钛基金属氧化物涂层钛阳极。（尺寸形 状稳定型阳极）。它以钛为基板，在钛基板上刷涂贵金属涂层，使其 具有良好的电催化活性及导电性。 钛阳极分类：按照在电化学反应中阳极析出气体来区分，析出氯气的 称析氯阳极，如钌系涂层钛电极：析出氧化的称为析氧阳极，如铱系 涂层钛电极和白金钛网/板。 析氯阳极（钌系涂层钛极）：电解液中氯离子含量高：一般在盐酸环 境及电解海水，电解食盐水环境。对应我公司产品为钌铱钛阳极，钌 铱锡钛阳极。 析氧阳极（铱系涂层钛电极）：电解液一般为硫酸环境。对应我公司 产品为铱钽阳极，铱钽锡阳极，高铱阳极。
2015-01-19
2015-01-19
2015-01-19
以下图为普通的电解水杯.
便携式的电解水机，方便
携手豪格
品质理部经理 ： 雷镡
谢谢聆听！
钛电极学导论
---雷镡
部门：品质管理部 职位：品质管理部经理
2014.11.08
电解水机现在越来越走进千家万户，也越来越常见，不管是 便携式的，还是橱房用的电解水机，但原理大同小异，下来 由我们来讲一下钛电极的原理。
钛阳极称为DSA，对电催化有很大的贡献，阳极涂 钛涂层，工作电流可以提高到4000A每平方米，电 解槽电压只有3.75V，离子膜可使得电流密度达到4 倍，使电能消耗大大降低了。
镀铂阳极（白金钛网/白金钛板）：钛为基材。表面镀上贵金属 铂，镀层厚度一般为1-5um（微米）。白金钛网网孔规格一般 为12.7*4.5mm或6*3.5mm. 阳极的选择:如果客户不清楚应该用什么阳极,我们就需要客户 提供阳极工作的环境及介质:
1. 每平方米的电流密度.(单个阳极所承载的电流强度除 以电极表面积) 2. 3. 4. 5. 温度. PH值. 溶液的成分构成及比例. 生产的产品或用途等.
钛阳极的优点(和铅阳极,铅锡阳极对比): 1. 尺寸稳定(基体不溶解),极间距不变化,可保证槽电压 稳定. 2. 3. 4. 5. 6. 工作电压低,电能消耗少,比铅阳极节电20%. 阴极产物纯度高. 不会产生阳极泥,不污染槽体. 重量轻,可降低劳动强度. 基体可反复使用.
2015年01-19 钛阳极在电镀行业的应用 电镀的定义: 就是利用电解原理在某些金属表面上镀一薄层其它金属或合金的过 程,一般情况下,镀层金属做阳极,被氧化成阳离子进入电镀液:待镀的 金属制品做阴极,镀层金属的阳离子在金属表面还原形镀层.一般需 要含镀层阳离子的溶液做电镀液,以保持镀层金属阳离子的浓度不 变. 电镀的目的: 是在基材上镀上金属镀层,改变基材表面性质或尺寸,电镀能增金属 的抗腐蚀性(镀层金属多采用耐腐蚀的金属)增加硬度、防止磨耗、 提高导电性、润滑性、耐热性、和表面美观。
钛阳极上金属氧化物涂层的作用是什么? 通过覆盖不同的涂层,增强导电性能及电催化活性,促进 电解反应过程及延长阳极在不同使用环境下的使用寿 命,达到预期的使用效果. 钛阳极上金属氧化物涂层的厚度问题: 起电化催化反应的主要是涂层中的贵金属,只有贵金属 含量达到使用要求才能保证阳极产品的正常工作.厚度 只是一个表象,主要由刷涂的遍数和溶剂的浓度决定,和 贵金属含量含量的多少没有直接联系,过厚的涂层反倒 更容易脱落.
2015-01-19 镀钯呈银白色,20世纪70年代,在电子工业中,以钯代替金的电镀工艺得到飞速发展.镀 钯液最常用的是氨性体系,钯以氨铬合物的形式存在.一般钯镀层较易获得,但往往容 易产生裂纹,因为在电积钯的电位范围内,氢往往产生共同电积现象,使钯镀层吸氢,在 放置过程中氢气慢慢会释放出去,开成绩层的裂纹.镀钯的阳极可使用纯铂\钛基镀铂 \DSA钛阳极. 镀金: 目前使用的镀金溶液有氰化物镀金液和无氰化物镀金液..镀金阳极原来使用纯金\铂\ 钛\基镀铂\,但铂\钛基镀铂电极价格贵,同时DSA钛阳极使用寿命长于钛镀铂阳极,真正 称得上物美价廉。 镀钊： 钌的硬度高、耐磨、镀钌用于电接点代替价格贵的镀铑是很有意义的。但是，国内 直到最近，其应用仍然很少。镀钌阳极使用铂、钛基镀铂、DSA涂层钛阳极。