티타늄 전극은 티타늄 금속을 기반으로 한 전극의 일종으로 최종적으로 소결 및 산화를 통해 티타늄 기판에 전기 촉매 산화물 코팅층을 형성합니다. 사용 중 물리적 치수 안정성 때문에 치수 안정성 양극(줄여서 DSA)이라고도 합니다.
티타늄 전극의 분류
코팅의 화학 조성 및 주요 전기화학적 특성에 따라 티타늄 전극은 대략 다음 세 가지 범주로 나눌 수 있습니다.
루테늄 코팅 티타늄 전극
이 전극은 염소 발생의 과전압이 낮고 산소 발생의 과전압이 높으며 주로 클로르 알칼리 산업, 음극 보호 등과 같은 다양한 염소 발생 상황에 사용됩니다. 이러한 유형의 전극 코팅에는 원래의 루테늄 티타늄 코팅(Ru Ti) 및 Ru Ir Ti, Ru Co Ti, Ru Co Sn Ti, Ru Sn Ti, Ru Si Ti, Ru Ti Zr, Ru Ti La, Ru Ti Ce 및 이를 기반으로 개발된 기타 코팅.
비 루테늄 코팅 티타늄 전극
루테늄은 가격이 비싸고 매장량이 한정된 귀금속입니다. Ru의 양을 줄이고 Ru를 완전히 대체하기 위해 Non-Ru 코팅된 티타늄 전극이 개발되었습니다. 이러한 전극은 일반적으로 높은 산소 발생 과전압을 가지고 있습니다. 보다 성공적인 전극으로는 주석 안티몬 코팅 티타늄 전극, Co3O4 스피넬 코팅 티타늄 전극 및 팔라듐 산화물 코팅 티타늄 전극이 있습니다.
이리듐 코팅 티타늄 전극
비철 금속의 전해 추출, 전기 도금 산업 및 유기 물질을 생산하는 전기 화학적 환원과 같은 일부 전해 공정에서 양극의 설계 반응은 산소 발생 반응입니다. 따라서 산소방출 과전압이 낮은 음극재 개발이 기대된다. 이리듐 코팅된 티타늄 전극은 이러한 배경 하에서 개발되었습니다. Ir Co, Ir Ta, Ir Sn, Ir Ta Co, Ir Ru Pd Ti 및 기타 코팅이 이러한 전극 코팅의 예입니다. Ir Ta 코팅 티타늄 전극은 가장 성공적인 산소 방출 전극입니다.
티타늄 전극의 제조 방법은 다음과 같습니다.
열분해 방법
열분해법은 일반적으로 금속염 화합물을 유기용제나 수용액에 녹인 후 티타늄 기재에 용액을 코팅하고 가열하여 용매를 휘발시킨 후 고온 소결하여 염분을 분해, 산화시켜 산화피막을 얻는 방법이다. 코팅 방법에는 스프레이, 롤러 코팅 또는 브러시 코팅이 있습니다. 스프레이 및 롤러 코팅은 고도로 기계화되어 산업 생산에 적합합니다. 노동 환경이 좋고 코팅이 비교적 균일하지만 코팅액의 낭비가 상대적으로 큽니다. 브러시 코팅은 일반적으로 소규모 생산에 적용할 수 있습니다. 이 방법은 장비가 간단하고 코팅액의 손실이 적지만 노동 강도가 높고 노동 환경이 열악하며 코팅이 균일하지 않은 경우가 많습니다. 열분해법에 의해 코팅 조성을 조절하여 성능이 우수한 다성분 산화물 전극을 쉽게 제조할 수 있다.
졸겔법
졸-겔 방법은 콜로이드 화학의 원리를 기반으로 코팅을 준비하는 새로운 방법입니다. 그것은 전극 표면의 비표면적을 크게 증가시킬 수 있는 초미립자 전극 코팅을 준비할 수 있습니다. 이 방법으로 티타늄 전극을 제조하는 일반적인 공정은 금속 알콕사이드와 같은 금속-유기화합물이나 무기화합물을 용매에 분산시켜 가수분해 반응을 통해 활성단량체를 생성하고, 활성단량체를 중합하여 졸을 생성한 후 코팅하는 것이다. 티타늄 기판, 졸 필름을 건조하여 겔 필름을 얻은 다음 특정 온도에서 소결하여 코팅을 얻습니다. 전통적인 열분해 방법과 비교하여 이 방법으로 제조된 전극 코팅은 균일하고 입자가 미세하고 균열이 거의 없어 최근 많은 관심을 받고 있습니다.
전착
코팅 된 티타늄 전극은 일반적으로 불용성 전극을 양극으로 사용하고 금속 티타늄을 음극으로 전처리하고 해당 금속 이온을 포함하는 용액에서 전기 분해하여 전착하여 제조합니다. 금속 이온은 금속 티타늄 음극에 침착되고 건조 된 다음 고온에서 소결되어 코팅된 티타늄 전극을 얻습니다. 이 방법으로 얻은 코팅은 일반적으로 균일하고 조밀합니다. 이 방법의 단점은 공정이 복잡하고 균일한 대면적 전극을 만들기가 쉽지 않다는 점이다.
스퍼터 방식
스퍼터링에 의해 준비된 필름은 콤팩트하고 기판에 강한 접착력을 갖습니다. 그러나 이 방법은 특수 장비가 필요하고 준비 공정이 상대적으로 복잡하며 모액의 폐기물이 상대적으로 커서 대규모 산업 생산에 적합하지 않습니다.
