{"id":403,"date":"2024-12-19T13:12:59","date_gmt":"2024-12-19T13:12:59","guid":{"rendered":"https:\/\/geerwork.com\/?p=403"},"modified":"2024-12-19T13:12:59","modified_gmt":"2024-12-19T13:12:59","slug":"natriumhypochlorit-generator-anodenmaterial","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/geerwork.com\/de\/natriumhypochlorit-generator-anodenmaterial\/","title":{"rendered":"Natriumhypochlorit-Generator Anodenmaterial"},"content":{"rendered":"

-- Titananode f\u00fcr Natriumhypochlorit-Generator<\/h2>\n
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Die membranlose Methode erkl\u00e4rt die Herstellung von Natriumhypochlorit aus verd\u00fcnntem Salzwasser bei Raumtemperatur, wodurch die Schwierigkeiten und Gefahren bei Transport, Lagerung und Verwendung von Chlorpr\u00e4paraten wie fl\u00fcssigem Chlor \u00fcberwunden werden. Die Bereiche der Wasserdesinfektion und der Desinfektion von Kantinengeschirr werden immer h\u00e4ufiger eingesetzt. Bei der elektrolytischen Herstellung von Natriumhypochlorit kommt es jedoch aufgrund der Verwendung einer niedrig konzentrierten Sole und der niedrigen Reaktionstemperatur zu einer verst\u00e4rkten Nebenreaktion der Anode w\u00e4hrend des Elektrolyseprozesses mit Sauerstoffentwicklung, was einerseits die Anodenstromeffizienz verringert und andererseits die Anodenkorrosion erh\u00f6ht. Diese rauen Bedingungen stellen hohe Anforderungen an die Auswahl der Anodenmaterialien f\u00fcr Natriumhypochlorit-Generatoren, so dass die Anode eine gute Reaktionsselektivit\u00e4t und eine ausgezeichnete Korrosionsbest\u00e4ndigkeit aufweisen muss. Die in der elektrochemischen Industrie gebr\u00e4uchlichen Anodenmaterialien wie Kohlenstoff und Graphit wurden in der Anfangszeit f\u00fcr die Herstellung von Natriumhypochlorit verwendet, aber sie wurden eliminiert, weil sie den rauen Bedingungen nicht gewachsen waren. Metallanoden in Titanqualit\u00e4t, die mit Hilfe der Galvanotechnik hergestellt werden, wurden aufgrund ihrer guten Korrosionsbest\u00e4ndigkeit und ihrer einfachen Herstellung erstmals in gro\u00dfem Umfang f\u00fcr die Herstellung von Natriumhypochlorit eingesetzt. Aufgrund des Preises sind sie f\u00fcr die Benutzer jedoch zunehmend unbefriedigend.<\/p>\n

In den letzten zehn Jahren wurden viele \u00c4nderungen an Titan-Platin-beschichteten Anoden und Ruthenium-Titan-Anoden vorgenommen, insbesondere durch Hinzuf\u00fcgen von Iridium.<\/strong><\/p>\n

Gleichwertige korrosionsbest\u00e4ndige aktive Komponenten und die Verwendung einer mehrschichtigen Beschichtungsstruktur haben einen Durchbruch bei der Lebensdauer und den elektrochemischen Leistungsindikatoren der Anode bewirkt und die Popularisierung und Anwendung von Natriumhypochlorit-Generatoren gef\u00f6rdert. Anoden aus unedlen Metallen, wie z. B. Bleidioxid f\u00fcr die Elektrolyse von Schwefels\u00e4urel\u00f6sungen, haben aufgrund ihrer geringen Kosten nach wie vor ihren Platz bei der Herstellung von Natriumhypochlorit. Vor kurzem wurde eine Anode aus einer amorphen Legierung mit hervorragenden elektrochemischen Eigenschaften entwickelt. Theoretisch ist diese Anode ein ideales Anodenmaterial f\u00fcr die Soleelektrolyse.<\/p>\n

1957 erfand Bill Titan-, Tantal-, Niob-, Zirkonium- und andere Ventilmetallanoden, die mit Platingruppenmetallen beschichtet waren. Mit Titan und Platin beschichtete Metallanoden wurden erstmals bei der Herstellung von Natriumhypochlorit in gro\u00dfem Ma\u00dfstab eingesetzt. Da die Platinbeschichtung besonders hart, verschlei\u00dffest, formstabil und einfach herzustellen ist und ihre Lebensdauer bei der Herstellung von Natriumhypochlorit bis zu 15.000 Stunden betragen kann, ist ihre Korrosionsbest\u00e4ndigkeit von keiner anderen Elektrode zu dieser Zeit \u00fcbertroffen worden. Der fatale Fehler der platinbeschichteten Titananode besteht jedoch darin, dass das Chlorentladungspotenzial zu hoch ist und ihre Leistung von der Haftfestigkeit der Platinmikrostruktur und der Titanmatrix abh\u00e4ngt, wobei die tats\u00e4chliche Oberfl\u00e4che der Beschichtung mit der Korngr\u00f6\u00dfe und der freiliegenden Kristallebene zusammenh\u00e4ngt. Im Vergleich zur geometrischen Fl\u00e4che vergr\u00f6\u00dfert sich die Fl\u00e4che nicht wesentlich, was sich auf die Verbesserung der Chlorfreisetzungsaktivit\u00e4t der Anode auswirkt.<\/p>\n

Au\u00dferdem betr\u00e4gt die Porosit\u00e4t der Platinbeschichtung bis zu 15%-30%, und der Elektrolyt kann oft direkt mit dem Substrat in Kontakt kommen, was zur Passivierung der Titanbasis und zum Versagen der Platinbeschichtung f\u00fchrt. Daher wird vorgeschlagen, eine korrosionsbest\u00e4ndige Zwischenschicht aus Platingruppenmetalloxid unter die Platinbeschichtung zu legen, um das Eindringen des Elektrolyten zu verhindern und die elektrochemische Leistung zu verbessern, was einen wichtigen Durchbruch f\u00fcr Edelmetallanoden darstellt. Unter den Metalloxiden der Platingruppe sind die Iridiumdioxid-Zwischenschichten am wirksamsten.<\/p>\n

Da IrO2 ein niedriges Chlorentwicklungspotenzial und keine Passivierung aufweist, kann es die elektrochemische Leistung der Anode erheblich verbessern und die Eigenschaften der Platinbeschichtung, die leicht abf\u00e4llt, \u00fcberwinden. Die Lebensdauer der MODE-Anode mit IrO2-Zwischenschicht hat sich im Vergleich zur platinbeschichteten Titananode verdoppelt und erreicht 6 Jahre, und auch die Stromausbeute hat sich um 10% erh\u00f6ht. Es zeigt sich, dass die Kosten f\u00fcr die MODE-Anode zwar zu hoch sind, die Indikatoren aber tats\u00e4chlich hervorragend sind.<\/p>\n

Ein weiterer wichtiger Durchbruch bei Edelmetallanoden in den letzten Jahren ist die Verwendung der thermischen Zersetzung anstelle der galvanischen Abscheidung zur Herstellung von Elektroden.<\/strong><\/p>\n

Die tats\u00e4chliche Oberfl\u00e4che der L\u00f6sungsbeschichtung kann das 100-1000-fache der urspr\u00fcnglichen geometrischen Fl\u00e4che erreichen, was die tats\u00e4chliche Oberfl\u00e4che der Beschichtung bei weitem \u00fcbersteigt. bei weitem \u00fcbersteigt. Die tats\u00e4chliche Stromdichte kann bei der Verwendung erheblich reduziert werden. Daher hat die durch thermische Zersetzung hergestellte Titanelektrode im Vergleich zur platinbeschichteten Elektrode eine deutlich verbesserte Lebensdauer und elektrochemische Leistung. Die Zugabe einer korrosionsbest\u00e4ndigen aktiven Komponente, Iridium, zur thermisch zersetzten Platinbeschichtung hat die heutige Pt-Ir-Anode hervorgebracht, bei der Platin als korrosionsbest\u00e4ndige leitende Phase eine Rolle f\u00fcr die andere katalytische Phase der Elektrode, Iridiumdioxid, spielt. Die Rolle des Klebstoffs. Die Elektrode weist eine hohe Korrosionsbest\u00e4ndigkeit und hervorragende chemische Eigenschaften auf, und im Elektrolysetest kann der Stromwirkungsgrad etwa 80% erreichen. Die Korrosionsrate betr\u00e4gt nur 0,3 Mikrogramm\/Ampere\/Stunde. Bei einer platinierten Titananode und 12-1\/4 kann die Lebensdauer der Umwandlung 26000 Stunden erreichen. Gegenw\u00e4rtig ist die Pt-Ir-Anode im Ausland als die aktivste Elektrode bekannt. Sie hat die platinierten Elektroden ersetzt und ist das wichtigste Anodenmaterial f\u00fcr die Natriumhypochloritproduktion geworden.<\/p>\n

Edelmetalloxid-Anoden (Titan-Anoden), die in den meisten elektrochemischen Prozessen sehr stabil sind, werden auch als formstabile Anoden bezeichnet. Aufgrund ihrer einfachen Herstellung und niedrigeren Kosten als platinierte Anoden sowie ihrer elektrochemischen Leistung im Vergleich zu platinierten Anoden sind sie zu einem wichtigen Anodenmaterial in der elektrochemischen Industrie geworden, u. a. in der Chloralkaliindustrie, der Chloratindustrie, dem kathodischen Schutz und der elektrolytischen Extraktion. Die Ruthenium-Titan-Elektrode, die in der Chlor-Alkali-Industrie eine Lebensdauer von etwa 10 Jahren hat, hat bei der Herstellung von Natriumhypochlorit jedoch nur eine Lebensdauer von 2-3 Monaten. Um die Lebensdauer zu verl\u00e4ngern, versucht man, die Beschichtung zu verdicken, aber die Wirkung ist sehr begrenzt, da die Beschichtung nach Erreichen einer bestimmten Dicke leicht abf\u00e4llt, und dies kann den Nachteil der schlechten Reaktionsleistung der Titanelektrode nicht beheben.<\/p>\n

Um die Lebensdauer und Leistung von Titananoden zu verbessern, hat man untersucht, wie man der Beschichtung Elemente der Platingruppe hinzuf\u00fcgen kann, und hat viele Anoden gefunden, die Iridium, Rhodium, Palladium, Platin und andere Elemente enthalten. Sie haben ihre eigenen Merkmale hinsichtlich der katalytischen Aktivit\u00e4t und der Lebensdauer. Obwohl Palladium die h\u00f6chste Chlorevolutionsaktivit\u00e4t hat, wirkt es sich negativ auf die Lebensdauer der Anode aus, und die Titananode, die Iridium und Rhodium enth\u00e4lt, ist die Hauptrichtung der Entwicklung in der Zukunft, insbesondere die Anode mit Iridium. Sie hat eine gute Leistung, wird nicht passiviert und hat eine hohe Korrosionsbest\u00e4ndigkeit. Um eine langlebige Titananode zu entwickeln, muss es sich um eine Hochleistungs-Titananode handeln. Gegenw\u00e4rtig sind die im In- und Ausland erfolgreich eingesetzten Titananoden im Wesentlichen iridiumhaltige Anoden.<\/p>\n

Der gr\u00f6\u00dfte Fortschritt bei Edelmetalloxidanoden in den letzten Jahren ist die Erfindung der Anode mit einer Mehrschichtstruktur, d. h. unter der aktiven Oberfl\u00e4chenschicht werden eine oder mehrere Zwischenschichten hinzugef\u00fcgt. Der Zusatz der Zwischenschicht kann nicht nur das Eindringen von Sauerstoff w\u00e4hrend des Elektrolyseprozesses verhindern und die Passivierung der Matrix verlangsamen, sondern auch die Reaktionsselektivit\u00e4t der Anode verbessern und das Kontaktpotenzial zwischen der aktiven Oberfl\u00e4chenschicht und der Zinkmatrix verringern. Sie kann um das Mehrfache bis Zehnfache erh\u00f6ht werden. Derzeit gibt es zwei h\u00e4ufig verwendete Zwischenschichten: Die eine ist die Zwischenschicht aus Platin, Iridium, Palladium, Germanium und anderen Edelmetalloxiden, die nicht leicht oxidiert werden, und einige nichtmetallische Elemente k\u00f6nnen ebenfalls hinzugef\u00fcgt werden, und die andere ist die Zwischenschicht aus unedlen Metalloxiden, die h\u00e4ufigsten sind Sn-Sb- und Sn-Nb-Oxide, die von Zinn dominiert werden, die nicht nur die Rutil-Phase Struktur SnO2 ist nicht leicht zu oxidieren, sondern auch f\u00fcgt Sb, Nb kann die Leitf\u00e4higkeit von Sno2, die erheblich verlangsamen kann die Oxidation von Titan-Basis und zur Verbesserung der elektrochemischen Leistung der Anode.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

\u2014\u2014 Titanium anode for sodium hypochlorite generator The non-diaphragm method explains the production of sodium hypochlorite from dilute salt water […]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_monsterinsights_skip_tracking":false,"_monsterinsights_sitenote_active":false,"_monsterinsights_sitenote_note":"","_monsterinsights_sitenote_category":0,"site-sidebar-layout":"default","site-content-layout":"","ast-site-content-layout":"default","site-content-style":"default","site-sidebar-style":"default","ast-global-header-display":"","ast-banner-title-visibility":"","ast-main-header-display":"","ast-hfb-above-header-display":"","ast-hfb-below-header-display":"","ast-hfb-mobile-header-display":"","site-post-title":"","ast-breadcrumbs-content":"","ast-featured-img":"","footer-sml-layout":"","theme-transparent-header-meta":"default","adv-header-id-meta":"","stick-header-meta":"","header-above-stick-meta":"","header-main-stick-meta":"","header-below-stick-meta":"","astra-migrate-meta-layouts":"set","ast-page-background-enabled":"default","ast-page-background-meta":{"desktop":{"background-color":"var(--ast-global-color-4)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-opacity":"","overlay-gradient":""},"tablet":{"background-color":"","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-opacity":"","overlay-gradient":""},"mobile":{"background-color":"","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-opacity":"","overlay-gradient":""}},"ast-content-background-meta":{"desktop":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-opacity":"","overlay-gradient":""},"tablet":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-opacity":"","overlay-gradient":""},"mobile":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-opacity":"","overlay-gradient":""}},"footnotes":""},"categories":[1],"tags":[],"class_list":["post-403","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-knowledge"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/geerwork.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/403","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/geerwork.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/geerwork.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/geerwork.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/geerwork.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=403"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/geerwork.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/403\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":405,"href":"https:\/\/geerwork.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/403\/revisions\/405"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/geerwork.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=403"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/geerwork.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=403"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/geerwork.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=403"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}