Anode en titane en revêtement PBO2

PBO2 présente les avantages d'une excellente conductivité, une bonne réversibilité des charges et des décharges et un prix bas. Il est largement utilisé comme électrode positive des batteries au plomb. À l'heure actuelle, le taux d'utilisation du dioxyde de plomb, le matériau actif de l'électrode positive des batteries au plomb-acide, n'est pas élevé, ne dépassant généralement pas 50%. Le potentiel d'évolution de l'oxygène est élevé, généralement 1,75 V (par rapport à l'électrode de calomel), et il a une forte puissance dégradante pour la matière organique dégradante (COD).
Dans l'environnement d'évolution de l'oxygène, les gens ont développé des électrodes de dioxyde de plomb (PBO2): c'est un composé non stoichiométrique avec une carence en oxygène et un plomb excessif. Il a une variété de formes cristallines. -PBO2 plaqué par électrodéposition anodique: il a les caractéristiques de l'anti-oxydation, de la résistance à la corrosion (stabilité élevée dans un acide fort H2S04 ou HN03), une surexploitation élevée en oxygène, une bonne conductivité, une forte liaison, une forte capacité d'oxydation lorsqu'elles sont électrolysées en solution aqueuse, et peuvent passer de grands courants, ce qui a une grande perspective de développement. Il a été largement utilisé dans l'électroples, la fusion, le traitement des eaux usées et d'autres champs, et est irremplaçable par de nombreux autres matériaux d'électrode (tels que la DSA, le plomb et le placage en titane).

Base théorique pour la préparation des électrodes de dioxyde de plomb

La couche active de surface PBO2 est généralement préparée par électrodéposition. Il a des formes cristallines. -PBO2 a une bonne résistance à la corrosion et une conductivité et est généralement utilisé comme couche active de surface de l'électrode. Cependant, -PBO2, a une forte force de liaison, et sa distance atomique OO est entre la "couche inférieure" et -pbo2, qui peut jouer un rôle de fusion tampon, réduire la distorsion de l'électrodéposition et augmenter l'affinité entre la surface et la couche inférieure. Par conséquent, dans le processus d'électroples, le-type PBO2 peut être déposé dans des conditions alcalines fortes d'abord, puis le-type PBO2 peut être déposé dans des conditions acides pour augmenter la durée de vie de l'électrode.
L'électrodéposition PBO2 produit d'abord des formations d'oxygène telles que des OHAD chimiques adsorbés dans la couche moyenne, suivie de la formation d'intermédiaires solubles tels que Pb (OH) 2+, et finalement oxydé pour former un revêtement PBO2. Le processus de réaction est: l'anode de dioxyde de plomb

H2o → ohads + h ++ e−

Pb 2++ ohads → pb (oh) 2+

Pb (oh) 2++ h2o → pbo 2+3 h ++ e−

Musiani et al. Répertorié l'équation de l'oxydation anodique dans une solution d'ion métallique en suspension comme: Mn ++ Particules-Me → Mo (m + n) / 2- Matrix
Application de l'électrode en titane de dioxyde de plomb

Dans un environnement d'évolution de l'oxygène, l'électrode de dioxyde de plomb a été développée. PBO2 est un composé non stoichiométrique avec une carence en oxygène et un plomb en excès. Il a une variété de formes cristallines. -PBO2 plaqué par électrodéposition anodique a les caractéristiques de l'anti-oxydation, de la résistance à la corrosion (stabilité élevée dans le fort acide H2S04 ou HN03), sur-potentiel élevé en oxygène, une bonne conductivité, une forte liaison, une forte capacité d'oxydation lorsqu'elles sont électrolysées en solution aqueuse, et peuvent passer de grands courants, ce qui a une grande prospects. À l'heure actuelle, il a été largement utilisé dans l'électroples, la fusion, le traitement des eaux usées, la protection contre la corrosion de la cathode et d'autres champs, et ne peut pas être remplacé par de nombreux autres matériaux d'électrode (tels que le DSA, le plomb, le placage en titane).

L'électrode de dioxyde de plomb a les caractéristiques d'une faible résistivité, de propriétés chimiques stables, d'une bonne résistance à la corrosion, d'une bonne conductivité et peut passer un grand courant. Il est largement utilisé dans la préparation électrolytique de diverses substances organiques et inorganiques, le traitement des eaux usées et les processus de préparation de l'eau de haute pureté, et possède un large éventail d'applications.
3.1 Industrie chimique inorganique

3.1.1 Halogénates, des électrodes PBO2 sont utilisées dans l'industrie du chlorate depuis longtemps. La production de bromate et d'iodate avec des électrodes PBO2 est relativement mature, en particulier l'iodate. En raison de la structure de surface des électrodes PBO2, en plus des réactions électrochimiques, il joue également un rôle catalytique.

3.1.2 Electrolyse de H2O2

Le PT est généralement utilisé comme électrode pour la production électrolytique de H2O2. Certaines personnes ont étudié l'utilisation de MNO2, FE3O4, de graphite, etc. comme matériaux d'anode, mais aucun d'entre eux n'a réussi. Cependant, PBO2 en tant qu'anode a réalisé de bons avantages économiques. Étant donné que la surtension de l'électrode PBO2 en oxygène est légèrement inférieure à celle de PT, les gens ont étudié l'utilisation de l'électrode PBO2 pour remplacer l'électrode PT. Pendant la Seconde Guerre mondiale, le Japon manquait de platine et H2O2 était urgent pour une utilisation militaire, donc dans 1944-1945, l'industrialisation de la production de H2O2 en remplaçant le PT par une électrode PBO2 sans matrice a été obtenue en un seul coup.

3.2 Industrie chimique organique

L'application de l'électrode PBO2 dans la synthèse organique n'est pas aussi mature que celle dans la synthèse inorganique, et beaucoup sont toujours en exploration.

3.2.1 Haloforme. Dans la préparation de l'haloforme, l'électrode PT coûteuse est remplacée par l'électrode PBO2 et l'effet est très idéal. Les conditions les plus appropriées pour l'électrosynthèse du chloroforme sont: NaCl 3 0 0g / L, EtOH 25ml / L, pH 8 ~ 10, température 60 ~ 70 degrés; densité de courant de l'anode 0. 3-0. 5a / m2, efficacité actuelle 80% ~ 90%, tension cellulaire 5V, taux de conversion 98% ~ 99%, pureté 99,5% ~ 99,9%. Dans la préparation du bromoforme, l'efficacité actuelle est de 92,5%, le platine est de 87% et le graphite est 86%. Dans l'électrosynthèse de la forme d'iode, PBO2 est le matériau d'anode le plus efficace, avec une efficacité de courant de 90% et une perte d'anode négligeable.

3.2.2 Acide isobutyrique

Industriellement, l'acide isobutyrique est produit par distillation de l'isobutanol après oxydation avec KMNO4 dans un milieu alcalin. En plus de l'isobutanol de matière première principale, environ 3,2TKMNO4, 1.6th2SO4, 0. 3TNA2CO3 et d'autres matériaux auxiliaires sont nécessaires pour produire 1T d'acide isobutyrique. Le coût est élevé et près de 2 tmno2 résidu de déchets sont produits, ce qui pollue l'environnement. L'utilisation d'électrodes de dioxyde de plomb à base de plomb à l'électro-oxydation indirectement de l'isobutanol pour produire de l'acide isobutyrique réduit la pollution de l'environnement.

3.2.3 Traitement des eaux usées

Les électrodes PBO2 à base de titane sont utilisées pour traiter les polluants organiques difficiles à biodégrader, les polluants biotoxiques et les eaux usées organiques à haute température. L'électrode PBO2 à base de titane a été utilisée pour dégrader 10 mg / L de solution de méthyle orange. Les résultats ont montré que le taux d'élimination de l'orange méthylique était de près de 100% lorsque la densité de courant était de 36 mm / cm pendant 12 minutes, qui avait une activité électrocatalytique élevée. La nouvelle électrode PBO2 a été utilisée pour traiter les eaux usées du nitrobenzène. Il a été constaté que par rapport aux électrodes en graphite ordinaires, l'électrode PBO2 avait un taux d'élimination de la DCO plus élevé. Après 5 heures d'électrolyse, le taux d'élimination de la DCO pourrait atteindre jusqu'à 65%.

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