析氧过电位最低的贵金属(析氧过电位高的电极)
本文目录一览:
钛阳极的主要用途是什么?
钛阳极(MMO)是由贵金属铱盐涂敷于钛基材经高温烧结而成的,广泛用于电镀(线路板行业的深孔高要求电镀铜,电镀金),电解等湿法冶金行业。电极的制备及应用已相当成熟,至今已有40年历史,相对于传统的镀铂电极在碱性铜工艺而言,钛阳极有镀铂电极无法比拟的优点:
1、 技术特性
电流高效率高,有优良抗菌腐蚀性能;电极使用寿命长;可以随再高的电流密度,运行电流密度:《10000A/M2 属于以工业纯钛为基层的析氧型阳极
2、 催化活性高
众所周知,镀铂电极是一各高过氧电位(1.563V,相对硫酸亚汞)电极,而MMO阳极是一种低析氧过电们(1.385V相对硫酸亚汞)电极,在阳极析氧区更容易析氧。因此,电解时,槽村也相对较低,更节省电能。这种现象在铜箔后处理碱性镀铜墙中,已明显体现出来了。
3、 无污染MMO
阳极涂层是贵金属铱的陶瓷氧化物,该氧化物是一种相当稳定的氧化物,几乎不溶于任何酸碱中,且氧化物涂层约20-40µm,整体涂层氧化物量是较少的。因此,MMO阳极不会对电镀液造成污染,这一点和镀铂电极基本一样。
4、 性价比高
已维持镀铂电极(涂层厚3.5mm)同样的使用寿命,MMO阳极的价格约为镀铂电极的80%,MMO电极在碱性电镀铜电解液中有更好的电化学稳定性,同时其具有优异的电解活性和耐久性。从本公司的MMO阳极与PT电极的造价成本上分析,明显MMO电极经济实惠。
5、 由于印刷电路中铜的应用需使用脉冲周期反向(PPR),我们知道镀铂钛不溶解阳极的使用被禁止9硫酸电解液中氯化物存在于这种电流环境中,一段时间后会使铂层剥落)。然而,使用尺寸稳定的阳极,能避免这种现象,而且可使不溶解阳极技术在这种应用中成功地实现性能优势。
6、 阳极维护最少。不需要停下生产给一清洗和补充阳极、更换阳极袋及给阳极重新镀层(生产率提高,人工成本降低);
7、 不溶解阳极的寿命取决类型、工作电流密度以及与各种电镀化学物质的接触;
正方向脉动(PPR)电镀阳极
由于金属原料的价格不断上涨,由于铜离子容易集中在孔的边沿部份(那高电流密度区域)快速沉积,而孔的中央部分(即低电流密度区域)的沉积速度则相对地缓慢得多。这样导致铜的沉积分布极不均匀:行为称为“狗骨状)以适中的电流密度操作会出现狗骨状,以较低的电流密度会出现筒裂现象,以较高的电流密度操作会出现烧集现象。对于电镀线路板来说无疑是一个沉重的冲击。
反向脉冲电镀阳极也因此而生,由于印制电路板中铜的反应需使用脉冲周期反向(PPR)技术我们知道镀铂钛不溶解阳极的使用在硫酸电解液中,氯化物存在于这种电流环境中,一段时间后会使铂层剥落。
利用正反向脉冲电镀阳极,有以下特点:
1、 阳极的几何尺寸保持不变,从而使电流分布得到优化。
2、 阳极维护少。不需要停下生产线来清洗和补充阳极,更换阳极袋提高生产率,人工成本降低。
3、 对解决深孔电镀的镀层均匀问题:电流效率高,可以承受1000A/ M2 电流密度。
4、 对电镀介质不会产生污染。
正反相脉冲电镀阳极是析氧型电极,以工业纯钛(TA2)为基材。电阳极使用寿命和优良的抗腐蚀性能。
什么是析氢过电位,和析氧过电位,有什么用?
就是说,实际的电极反应在进行的时候,会发生阴极电位比理论值低,阳极电位比理论值高的情况,这就叫做过电位.如果阴极析出的是氢气,就叫析氢过电位,析氧过电位也一样.过电位是由于电极的极化而产生的,就是说实际的电极反应已经偏离了理想的电极反应.
析氢过电位(一定程度上)可以用塔菲尔常数衡量,塔菲尔常数越大,过电位越大.常见金属塔菲尔常数较大的有Pb1.56,Hg1.41,Zn1.24,Sn1.20等.
详细的东西我分两部分讲。
A.电化学有一个很有名的方程叫Nernst(能斯特)方程,大意是电极的电位与电极周围的离子浓度有关,氧化形式的离子浓度越高,或还原形式的离子浓度越低,则电极的电位就越高,反之亦然。
B.实际的电极在工作过程中,会发生偏离理想电极模型的情况,这就叫极化。电极的极化有两种:
1.浓差极化。由于实际电极反应要消耗附近的溶液的溶质(这是理想电极不考虑的),造成浓度下降,而溶液的浓度扩散不及时,导致电极周围溶液浓度下降。对析氢电极(阴极),是氧化态浓度下降;对析氧电极(阳极),是还原态浓度下降。于是由Nernst方程,析氢电位会下降,而析氧电位会上升。
2.活化极化。由于电极反应并不是如理想中的那样迅速,所以当电位达到理论电位,电极反应的速率却仍然很慢。要使速率达到可观的水平,必须升高电位,这就叫活化过电位,而这种效果在气体的析出上非常明显。塔菲尔(Tafel)认为活化过电位η与电流密度i有η=a+blgi的关系,其中a,b叫塔菲尔系数。不同金属的b值相差不大而a相差明显,因此常以a作为活化过电位大小的判据。
由于过电位的存在,因此在实际的电解操作中,要把这些问题也考虑进去。比如电解水,理论上O2/H2O的电位是1.23V,但实际上一般需要达到1.36V左右,这就是O2的析出存在活化过电位的结果。
什么是析氢过电位,和析氧过电位?有什么用?
析氢过电位:
实际的电极反应在进行的时候,会发生阴极电位比理论值低,阳极电位比理论值高的情况,这就叫做过电位.如果阴极析出的是氢气,就叫析氢过电位,析氧过电位也一样.过电位是由于电极的极化而产生的,就是说实际的电极反应已经偏离了理想的电极反应.
析氧过电位:
析氢过电位(一定程度上)可以用塔菲尔常数衡量,塔菲尔常数越大,过电位越大.常见金属塔菲尔常数较大的有Pb1.56,Hg1.41,Zn1.24,Sn1.20等.
析氢腐蚀:
在酸性较强的溶液中金属发生电化学腐蚀时放出氢气,这种腐蚀叫做析氢腐蚀。 在钢铁制品中一般都含有碳。在潮湿空气中,钢铁表面会吸附水汽而形成一层薄薄的水膜。水膜中溶有二氧化碳后就变成一种电解质溶液,使水里的氢离子增多。这就构成无数个以铁为负极、碳为正极、酸性水膜为电解质溶液的微小原电池。在高中化学中属于电化学腐蚀。
基本知识:
发生析氢腐蚀的体系标准电位很负的活泼金属大多数工程上使用的金属,如Fe正电性金属一般不会发生析氢腐蚀。但是当溶液中含有络合剂时,正电性金属(如Cu,Ag)也可能发生析氢腐蚀。
pH 3时,阴极反应受活化极化控制。
在弱氧化性和非氧化性酸溶液中,在反应速度不是很大时,阳极反应亦受活化极化控制。
Fe在酸溶液中的腐蚀形态,一般是均匀腐蚀。所以,Fe在酸溶液中的腐蚀可以当作均相腐蚀电极处理,作为活化极化控制腐蚀体系的典型例子。
负极(铁):铁被氧化Fe-2e-=Fe2+ ;
正极(碳):溶液中的H 被还原2H++2e-=H2↑