Mehanizam kvara metalnih oksidnih elektroda

Mehanizam kvara metal-oksidne elektrode

Slabljenje aktivnosti elektrode metalnog oksida javlja se na interfejsu aktivni sloj/elektrolit i supstrat/aktivni interfejs. Sa napretkom elektrolize, anodni premaz postepeno otpada, atitanijumpodloga je pasivizirana na nekim slabijim mjestima. Katalitička aktivnost elektrode postepeno slabi sve dok potpuno ne izgubi svoju aktivnost, kao što je prikazano na slici 1.3.

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

Slika 1.3 Skicirana mapa metal-oksidne anode tokom intenziviranja vijeka trajanja

Mnogi naučnici proučavaju uzroke kvara elektroda. Trenutno, domaći i strani naučnici imaju nedosledna tumačenja ovoga, uglavnom na sledeći način:

(1) Rastvaranje Ru02:

U rutenijumskoj 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):

ru{0}}₂+2H₂{{0}}Ru0₄+4H⁺+4e (1．20)

Ru04 proizveden reakcijom može postojati u obliku H₂ru{0}}₂u rješenju i Ru0₄ dalje se razlaže:

ru{0}}₄+xH₂{{0}}Ru0_2xH₂0+0₂ (1．21)

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

Na osnovu karakteristika komponenti premaza koje nisu otporne na kiselinsku i elektrohemijsku koroziju, predložen je mehanizam pasivacije elektrode rutenijum-titanijum metal oksida za formiranje šupljeg sloja. Na 40 stepeni, O. U 5mol/LH₂S0₄rješenje, izvršen je poboljšani životni test. Hemijsko otapanje Ti0₂u sumpornoj kiselini i elektrohemijskom rastvaranju Ru0₂kombinovano da izazove formiranje šupljeg sloja.

Univerzitet Tianjin u Kini proučavao je mehanizam korozije Ru0₂-T0₂elektrode i istakao da je elektrohemijsko otapanje aktivnih Ru komponenti u prevlaci glavni razlog kvara elektrode. Zhang Zhaoxian je ukazao na dva slučaja rastvaranja anodne prevlake: jedan je ravnomjerno otapanje cijele površine anode, a drugi je lokalno otapanje u određenom području anode (obično na rubu anode). Kada se u određenoj mjeri otopi i ostatak premaza čini 18% ukupne površine elektrode, elektroda se pasivizira.

(2) Gubitak Ru02 katalitičke aktivnosti

Rutenijum titanijumski premaz je napravljen od nestehiometrijskog Ru0_2-x. i Ti0_2-x. x se sastoji od oksida sa nedostatkom kiseonika, gdje je x približno u rasponu od 0.01 do 0.02. Pravi centar aktivacije pražnjenja hlora je nekvantitativni Ru0₂. Što je više takvih oksida, to su aktivniji centri i bolja je katalitička aktivnost elektrode. Profesor DeNora je jednom istakao: Provodljivost obložene anode je performanse izobličenog mješovitog kristala n-tipa generiranog iz istog kristala Ru0₂+T0₂nakon termičke obrade, u kojoj postoje 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 termički obradio pasiviranu anodu u inertnom gasu ili vakuumu i otkrio da kada se apsorbovani i adsorbovani kiseonik ukloni, anoda se vraća u prvobitno neelektrohemijsko stanje merenja, oživljavajući anodnu aktivnost.

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

(3) Oksidacija titanijumske podloge

Tokom elektrolize, aktivni kiseonik se stvara na anodi. Osim što se dio ispušta na sučelju aktivni premaz/elektrolit i napušta površinu elektrode u obliku kisika i ulazi u otopinu, drugi dio aktivnog kisika se adsorbira na površini elektrode difuzijom ili migracijom. Prođite kroz aktivni premaz da biste došli do granice između premaza i podloge. Ovi aktivni oksidi se adsorbuju na površini supstrata i formiraju obrnuti otpor PN spoja sa titanom. Osim toga, morfologija prslina kornjače je tipična struktura metalnih oksidnih elektroda. Postojanje pukotina omogućava elektrolitu da kontaktira sa podlogom kroz pukotine, uzrokujući oksidaciju supstrata, uzrokujući otpadanje aktivnog premaza, što dovodi do povećanja anodnog potencijala, a povećanje potencijala dodatno pospješuje otapanje prevlake. i oksidacije supstrata.

Koristeći fotografije skenirajućeg elektronskog mikroskopa kvara elektrode, mogu se uočiti različiti oblici ljuštenja premaza):

1) Zdrobljeno ljuštenje: pukotine su djelimično oljuštene, a velike pukotine su polomljene i oljuštene, a pojedinačne ljuštene jame su duboke kao podloga

2) Piling konveksnog sloja: Samo nekoliko slojeva sa površine i iznutra je oljušteno u konveksnom trbušastom sloju, ivice procepa su neravne kao izlomljeni zidovi, a okolni moiré uzorci su jasno vidljivi

3) lomljenje pukotina: određeni broj vide moire uzoraka prodire u spoj i formira dugu pukotinu na dnu pukotine. Namotane i duboke fine linije su slabo vidljive, što na kraju uzrokuje kvar premaza zbog velikog ljuštenja 4). Analiza pokazuje da je ljuštenje titanske anodne prevlake rezultat kombiniranog djelovanja kemijskih i fizičkih sila, te su predložene odgovarajuće metode poboljšanja za različite oblike pilinga. U slučaju drobljenja i ljuštenja sloja potrebno je povećati kombinaciju premaza i podloge; u vidu potpunog ljuštenja napuklina, pored navedenih poboljšanja, treba kontrolisati i broj prodornih pukotina na originalnoj napuknutoj površini.

SEM slike elektrode nakon intenziviranja

Popularni tagovi: mješovita metalna oksidna elektroda, metal oksidna elektroda, Mehanizam kvara elektrode metalnog oksida Kina, proizvođači, dobavljači, tvornica, prilagođeni, veleprodaja, niska cijena, na lageru