PBO2 beschichtete Titananode

PBO2 hat die Vorteile einer hervorragenden Leitfähigkeit, einer guten Reversibilität von Ladung und Entladung und einem niedrigen Preis. Es wird häufig als positive Elektrode von Blei-Säure-Batterien verwendet. Derzeit ist die Nutzungsrate von Bleidioxid, das aktive Material der positiven Elektrode von Blei-Säure-Batterien, nicht hoch und überschreitet im Allgemeinen nicht über 50%. Das Sauerstoffentwicklungspotential ist hoch, im Allgemeinen 1,75 V (relativ zur Kalomelelektrode) und hat eine starke Abbauleistung für die Abbau organischer Substanz (CSB).
In der Umgebung mit Sauerstoffentwicklungen haben Menschen Blei-Dioxid-Elektroden (PBO2) entwickelt: Es handelt sich um eine nicht-stochiometrische Verbindung mit Sauerstoffmangel und übermäßigem Blei. Es hat eine Vielzahl von Kristallformen. -PBO2 durch anodische Elektrokörperposition: Es hat die Eigenschaften der Antioxidation, Korrosionsbeständigkeit (hohe Stabilität in starker Säure H2S04 oder HN03), hoher Sauerstoff-Überpotential, gute Leitfähigkeit, starke Bindung, starke Oxidationsfähigkeit, wenn sie in wässriger Lösung elektrolydroliert sind und große Strömungen passieren können, was auf große Entwicklungspflicht besteht. Es wurde häufig für Elektroplatten, Schmelzen, Abwasserbehandlungen und andere Felder verwendet und ist von vielen anderen Elektrodenmaterialien (wie DSA, Blei und Titanschichtung) unersetzlich.

Theoretische Grundlage für die Herstellung von Bleidioxidelektroden

Die pBO2 -Oberflächenschicht wird im Allgemeinen durch Elektrodeposition hergestellt. Es hat und Kristallformen. -PBO2 weist eine gute Korrosionsbeständigkeit und -leitfähigkeit auf und wird normalerweise als oberflächenaktive Schicht der Elektrode verwendet. -PBO2 hat jedoch eine starke Bindungskraft, und sein oo -atomarer Abstand zwischen der "unteren Schicht" und -pbo2, die eine pufferende Fusionsrolle spielen, die Elektrodepositionsverzerrung verringern und die Affinität zwischen der Oberfläche und der unteren Schicht erhöhen können. Daher kann im Elektroplattenprozess PBO2 vom Typ zuerst unter starken alkalischen Bedingungen abgelagert werden, und dann kann PBO2 vom Typ unter sauren Bedingungen abgelagert werden, um die Lebensdauer der Elektrode zu erhöhen.
Die PBO2 -Elektrodeposition erzeugt zunächst Sauerstoffformationen wie chemisch adsorbierte Ohads in der mittleren Schicht, gefolgt von der Bildung löslicher Zwischenprodukte wie Pb (OH) 2+ und schließlich oxidiert, um eine PBO2 -Beschichtung zu bilden. Der Reaktionsprozess ist: Bleidioxidanode

H2O → Ohads+H ++ e−

Pb 2++ ohads → pb (oh) 2+

Pb (oh) 2++ H2O → PBO 2+3 H ++ e -

Musiani et al. listete die Gleichung für die anodische Oxidation in einer suspendierten Metallionenlösung als: mn ++ Partikel-me → Mo (m+n)/2- Matrix auf
Anwendung von Bleidioxid -Titan -Elektrode

In einer Sauerstoffentwicklungsumgebung wurde eine Bleidioxidelektrode entwickelt. PBO2 ist eine nicht-stüchtige Verbindung mit Sauerstoffmangel und überschüssigem Blei. Es hat eine Vielzahl von Kristallformen. -PBO2, die durch anodische Elektrokörperposition plattiert ist, weist die Eigenschaften der Antioxidation, Korrosionsresistenz (hohe Stabilität in starker Säure H2S04 oder HN03), hoher Sauerstoff-Überpotential, gute Leitfähigkeit, starke Bindung, starke Oxidationsfähigkeit in wässriger Lösung auf und können große Ströme verfahren, was eine große Entwicklung von Oxidationsmitteln verfolgt und große Entwicklungspotenziale aufweist. Gegenwärtig wurde es häufig für Elektroplatten, Schmelzen, Abwasserbehandlungen, Kathodenkorrosionsschutz und andere Felder verwendet und kann nicht durch viele andere Elektrodenmaterialien (wie DSA, Blei, Titan -Plattierung) ersetzt werden.

Die Bleidioxidelektrode hat die Eigenschaften eines niedrigen Widerstands, stabilen chemischen Eigenschaften, guter Korrosionsbeständigkeit, guter Leitfähigkeit und kann einen großen Strom bestehen. Es wird häufig bei der Elektrolyt-Herstellung verschiedener organischer und anorganischer Substanzen, der Abwasserbehandlung und der Vorbereitung von Wasser in hoher Purity verwendet und verfügt über eine Vielzahl von Anwendungen.
3.1 Anorganische chemische Industrie

3.1.1 Halogenate, PBO2 -Elektroden werden seit langem in der Chlorat -Industrie verwendet. Die Produktion von Bromat und Iodat mit PBO2 -Elektroden ist relativ ausgereift, insbesondere Jodat. Aufgrund der Oberflächenstruktur von PBO2 -Elektroden spielt sie zusätzlich zu elektrochemischen Reaktionen auch eine katalytische Rolle.

3.1.2 Elektrolyse von H2O2

PT wird im Allgemeinen als Elektrode für die Elektrolytproduktion von H2O2 verwendet. Einige Leute haben die Verwendung von MnO2, Fe3O4, Graphit usw. als Anodenmaterial untersucht, aber keiner von ihnen war erfolgreich. PBO2 als Anode hat jedoch gute wirtschaftliche Vorteile erzielt. Da der Überpotential der PBO2 -Elektrode zu Sauerstoff etwas niedriger ist als die von PT, haben die Menschen die Verwendung der PBO2 -Elektrode zum Ersetzen der PT -Elektrode untersucht. Während des Zweiten Weltkriegs fehlte Japan Platin, und H2O2 wurde dringend für den militärischen Gebrauch benötigt. In 1944-1945 wurde die Industrialisierung der H2O2-Produktion durch Ersetzen von PT durch matrixfreie PBO2-Elektrode in einem Sturz erreicht.

3.2 organische chemische Industrie

Die Anwendung der PBO2 -Elektrode in der organischen Synthese ist nicht so reif wie bei der anorganischen Synthese, und viele werden noch untersucht.

3.2.1 Haloform. Bei der Herstellung von Haloform wird die teure PT -Elektrode durch PBO2 -Elektrode ersetzt und der Effekt ist sehr ideal. Die am besten geeigneten Bedingungen für die Chloroform -Elektroynthese sind: NaCl 3 0 0g/l, etoh 25ml/l, pH 8 ~ 10, Temperatur 60 ~ 70 Grad; Anodenstromdichte 0. 3-0. 5a/m2, Stromeffizienz 80%~ 90%, Zellspannung 5V, Umwandlungsrate 98%~ 99%, Reinheit 99,5%~ 99,9%. Bei der Herstellung von Bromoform beträgt der aktuelle Effizienz 92,5%, Platin 87%und Graphit 86%. In der Elektrosynthese der Iodform ist PBO2 das effektivste Anodenmaterial mit einer Stromwirkungsgrad von 90% und einem vernachlässigbaren Anodenverlust.

3.2.2 Isobuttersäure

Industriell wird Isobuttersäure durch Destillieren von Isobutanol nach Oxidation mit KMNO4 in einem alkalischen Medium erzeugt. Zusätzlich zum Haupt Rohstoff -Isobutanol sind etwa 3,2TKMno4, 1,6th2SO4, 0. Die Kosten sind hoch und es werden fast 2TMNO2 -Abfallreste erzeugt, was die Umwelt verschmutzt. Die Verwendung von Blei-Blei-Dioxidelektroden zur indirekten elektrooxidierten Isobutanol zur Herstellung von Isobuttersäure verringert die Umweltverschmutzung.

3.2.3 Abwasserbehandlung

PBO2-Elektroden auf Titanbasis werden zur Behandlung von schwierigen organischen Schadstoffen, biotoxischen Schadstoffen und hohem Temperaturabwasser verwendet. Die PBO2-Elektrode auf Titanbasis wurde verwendet, um die 10 mg/l Methylorange-Lösung abzubauen. Die Ergebnisse zeigten, dass die Entfernungsrate von Methylorange nahezu 100% betrug, wenn die Stromdichte 36 mA/cm für 12 min betrug, was eine hohe elektrokatalytische Aktivität aufwies. Die neue PBO2 -Elektrode wurde zur Behandlung von Nitrobenzol -Abwasser verwendet. Es wurde festgestellt, dass die PBO2 -Elektrode im Vergleich zu gewöhnlichen Graphitelektroden eine höhere Kabeljau -Entfernungsrate aufwies. Nach 5 Stunden Elektrolyse könnte die CSB -Entfernungsrate bis zu 65%erreichen.

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