Caractéristiques de performance et applications des anodes à matrice de titane

Le titane et ses alliages présentent une excellente résistance à la corrosion, de bonnes propriétés électrocatalytiques, une résistance mécanique élevée, une longue durée de vie et d'autres avantages. Les anodes en titane utilisant le titane comme substrat sont largement utilisées dans l'industrie de l'électrolyse. Examinons l'application des anodes à base de titane dans diverses industries.

1. Industrie du chlore et de la soude
Dans l'industrie du chlore et de la soude, à mesure que la réaction d'électrolyse se poursuit dans l'électrolyseur à membrane ionique, en raison de l'environnement variable et complexe de la chambre anodique, l'électrolyseur continuera à produire des substances toxiques et nocives Cl2, CI, CIO. À mesure que la température (85 °C) augmente, la présence de ces substances aggravera la corrosion de la plaque anodique en titane. La circulation gaz-liquide dans la chambre anodique va également gravement décaper l'électrode et la plaque en titane. Une fois la membrane ionique rompue, la solution cathodique (acide, alcaline) s'écoulera dans la chambre anodique, provoquant une corrosion grave de la plaque en titane, puis provoquant une fuite et une perforation de l'électrolyseur. Selon la morphologie de la corrosion du réservoir ionique, on peut voir qu'elle se produit principalement dans les revêtements conducteurs, les séparateurs gaz-liquide, les plaques en titane et d'autres endroits. Par conséquent, la manière de développer un électrolyseur à membrane ionique hautement résistant à la corrosion est devenue une priorité absolue.

La chambre anodique du réservoir d'ions utilise principalement des plaques de titane, car le prix du métal titane dans les matériaux métalliques est bien inférieur à celui du métal nickel. Tout en réduisant les coûts, il produit les mêmes avantages. Assurer une production sûre et fiable et une protection environnementale verte est la clé pour garantir la qualité et la quantité dans la production industrielle. Le métal titane et ses alliages ont une excellente résistance à la corrosion, une forte capacité de passivation, permettent de former facilement un film de passivation stable, empêchent le transfert d'électrons et offrent des garanties pour prolonger la durée de vie des équipements, prévenir les fuites, améliorer l'efficacité de la production, les économies d'énergie et la protection de l'environnement.

2. Traitement des eaux usées
L'étude du traitement des eaux usées a révélé que les procédés biologiques sont difficiles à traiter. Les principaux problèmes sont le long cycle de traitement, le faible taux d'élimination des couleurs et la dégradation difficile. La méthode électrochimique a reçu une attention généralisée. Elle présente les avantages suivants :

1) Diversité fonctionnelle, c'est-à-dire que les liquides et les déchets peuvent être traités par oxydation directe ou indirecte de composés organiques, réduction de métaux et électrodéposition.

2) Le processus de traitement est simple et peut être complété en saisissant simplement les paramètres de contrôle du courant et de la tension.

3) Haute applicabilité, aucun réactif n'a besoin d'être ajouté et ne peut être réalisé que par échange d'ions.
Le titane présente une stabilité élevée à la corrosion anodique et d'excellentes propriétés physiques et chimiques. Dans le traitement des eaux usées, le titane métallique est essentiellement utilisé comme matrice, c'est-à-dire comme anode en titane à stabilité dimensionnelle, qui peut favoriser la réduction des composés phénoliques totaux, du COT, de l'absorbance et de la toxicité. En même temps, il présente les avantages d'une grande surface spécifique, d'une forte capacité catalytique, d'une faible perte et d'une forte stabilité dans des conditions de corrosion. Il a été largement utilisé dans le domaine du traitement des eaux usées.

3. Industrie métallurgique
Les électrodes en alliage de plomb traditionnelles ont des surtensions élevées. Les matériaux revêtus d'oxyde (OCA) peuvent réduire la tension de la batterie et améliorer la pureté des cathodes en alliage de plomb, ils sont donc largement utilisés comme électrodes dans l'industrie métallurgique. Cependant, en raison de la corrosion pendant le processus d'électrolyse, le produit est facilement contaminé par le plomb, et la présence de chlorures élevés limitera l'utilisation des anodes en plomb. Avec la publication des directives sur la conservation de l'énergie, la protection de l'environnement et la neutralité carbone dans mon pays, les métaux précieux tels que le platine, l'or, le palladium et les électrodes en graphite en alliage de plomb comme matériaux d'électrode sont progressivement éliminés.

Les recherches ont montré que le Ti, le Si-C, l'Al et le Pb peuvent tous être utilisés comme anodes. Le Ti, appelé « aluminium du 21e siècle », présente d'excellentes propriétés globales, telles qu'une faible densité, une résistance à la corrosion et une biocompatibilité élevée. C'est le substrat d'anode (OCA, DSA) le plus couramment utilisé. Les anodes à base de titane présentent les avantages d'un faible coût, d'une résistance élevée, d'une faible consommation d'énergie, d'une réaction d'électrode électrolytique stable et efficace, et sont de plus en plus utilisées dans la production réelle.

4. Industrie de la galvanoplastie
Les anodes en titane sont appelées anodes dimensionnellement stables (DSA) car elles ont une meilleure résistance à la corrosion que les anodes en plomb et les électrodes en graphite, et ne réagissent pas facilement avec les solutions électrolytiques pendant le processus d'électrolyse pour modifier leur taille et leur forme. Cette anode peut répondre aux besoins de différentes applications industrielles de galvanoplastie, telles que : l'extraction par galvanoplastie de zinc, de cobalt, de nickel, de cuivre, le placage au cuivre acide pour produire des feuilles de cuivre, des circuits imprimés (PCB), des anodes équilibrées, la galvanoplastie trivalente de chrome, etc.

Dans l'industrie de la galvanoplastie, les anodes en titane se composent généralement de deux parties : le substrat métallique en titane et le revêtement d'oxydation actif. En règle générale, le métal de base doit avoir une seule capacité de transport de courant, comme le titane (Ti), le tantale (Ta), le zirconium (Zr), le niobium (Nb), etc. Ces trois derniers sont coûteux, complexes à traiter et n'ont aucune valeur d'usage. Par conséquent, le Ti se distingue par son processus de fabrication simple, sa bonne résistance à la corrosion, sa résistance mécanique élevée et sa faible surtension, devenant ainsi la matrice métallique d'électrode la plus couramment utilisée. L'anode en titane est également un matériau économe en ressources et respectueux de l'environnement qui répond aux exigences des politiques nationales actuelles.

En résumé, l'anode en titane est largement utilisée dans les industries susmentionnées, et la production et l'application réelles occupent une position de leader dans l'industrie actuelle. L'anode en titane présente une excellente résistance à la corrosion, une bonne activité électrocatalytique, une efficacité élevée, peut s'adapter à divers environnements de travail complexes et changeants, un prix bas, une économie de ressources, une durée de vie allant jusqu'à 5-10 ans et aucune pollution de l'environnement.