【正文】 有效地減少純鈦消耗量，降低貴金屬用量，降低熱分解溫度，提高貴金屬和純鈦基材的結(jié)合力。現(xiàn)階段 貴金屬表面改性鈦陽(yáng)極板材料 制備方法主要有 物理氣相沉積（ PVD） ，化學(xué)氣相沉積（ CVD），電鍍。 但 鈦陽(yáng)極板材料仍存在諸多缺點(diǎn)，如采用高活性配方涂層在提高活性的同時(shí)，陽(yáng)極材料壽命大大降低；再如貴金屬元素用量大，造成陽(yáng)極材料成本過(guò)高；最后是貴金屬涂層和鈦基材的結(jié)合力在復(fù)雜電場(chǎng)、苛刻工況條件下急劇衰減，造成涂層脫落，基材腐蝕。 采用此工藝，與其它制備方法相對(duì)比，其特點(diǎn)為 基板純鈦消耗量小，僅為 1%，貴金屬與純鈦基材結(jié)合良好，結(jié)合力高，無(wú)漏點(diǎn)，貴金屬耗量小，陽(yáng)極材料電化學(xué)性能優(yōu)良，使用壽命長(zhǎng)，是一種工藝簡(jiǎn)練 、成本低、無(wú)污染 的綠色制備工藝 ， 尚未見(jiàn)相關(guān)報(bào)道。 1 計(jì)劃類別： 產(chǎn)業(yè)化科技推進(jìn)行動(dòng) 鈦專項(xiàng) 20xx年度攀枝花市級(jí)應(yīng)用技術(shù)研究與開(kāi)發(fā)項(xiàng)目 項(xiàng)目名稱： 貴金屬表面改性鈦陽(yáng)極板材料工程化研究 一、總論 (一 ) 項(xiàng)目的主要內(nèi)容及技術(shù)原理簡(jiǎn)述 該項(xiàng)目屬于“材料的先進(jìn)制備、成型、加工技術(shù)及高性能產(chǎn)品”，主要內(nèi)容是采用全新的制備技術(shù)制備具有廣泛用途的 貴金屬表面改性鈦陽(yáng)極板材料 。 本項(xiàng)目擬在已取得前期 基礎(chǔ)研究成果的基礎(chǔ)上，進(jìn)行工程化制備技術(shù)研究，使技術(shù)更趨完善，同時(shí)建立一條年產(chǎn) 100m2貴金屬表面改性鈦陽(yáng)極板 中試 示范線 ， 年 消耗鈦材 5 噸 左右，同時(shí)考核貴金屬表面改性鈦陽(yáng)極板電化學(xué)性能，結(jié)合性能，機(jī)械強(qiáng)度等有關(guān)指標(biāo)，使各項(xiàng)性能指標(biāo)達(dá)到國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平，并積極進(jìn)行市場(chǎng)開(kāi)拓推廣貴金屬表面改性鈦陽(yáng)極板材料 。基于以上問(wèn)題必須在鈦陽(yáng)極板材料的制備工藝進(jìn)行改進(jìn)。涂覆燒結(jié) 等等。 同時(shí)簡(jiǎn)化生產(chǎn)工藝，降低生產(chǎn)成本，是一種經(jīng)濟(jì)、高效的先進(jìn)生產(chǎn)工藝，盡快對(duì)這一先進(jìn)工藝的機(jī)理、工程化參數(shù)進(jìn)行深入的研究，盡早建立起具有一定生產(chǎn)規(guī)模的中試 示范線 顯得極為迫切。 （三） 相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀、趨勢(shì) 陽(yáng)極材料的發(fā)展大致經(jīng)歷了一下幾個(gè)階段。 1957 年研究人員發(fā)現(xiàn)鍍鉑鈦陽(yáng)極導(dǎo)電性能和耐腐蝕性能 都優(yōu)于石磨電極，且金屬鈦基材加工成型性能好，可適應(yīng)不同隨工況條件，同時(shí)表面的貴金屬材料可大大提高催化活性，降低Δη。在此基礎(chǔ)上開(kāi)始了現(xiàn)代電極材料的研究和開(kāi)發(fā)。陽(yáng)極是電解槽服役條件中最為苛刻的構(gòu)件，是電化學(xué)領(lǐng)域研究的重點(diǎn)，其中貴金屬修飾的鈦陽(yáng)極材料最受人矚目?；诖耍嗟难芯抗ぷ骷杏谕繉优浞?，制備工藝、中間層的篩選，并取得了卓有成效的實(shí)驗(yàn)成果，目前研究工作的重點(diǎn)和難點(diǎn)在于如何獲得可在強(qiáng)酸性介質(zhì)穩(wěn)定工作的鈦陽(yáng)極材料，研究工作主要著重以下幾個(gè)方面： 活性配方篩查 幾種組分的混合可使組員間達(dá)到緊密的電子聯(lián)系，改善電極活性，尋 求協(xié)同效應(yīng)，較成功的是將 RuO2 和 IrO2混合。最早實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的鈦陽(yáng)極析氯型金屬陽(yáng)極，貴金屬氧化物為 RuO2，因?yàn)?RuO2 具有很高的活性。表 1 列出了一些氧化物對(duì)的標(biāo)準(zhǔn)平衡電極電位 表 1 金屬氧化物對(duì)的氧化還原電位 低價(jià)氧化物 /高價(jià)氧化物 E/V 3 Ir2O3/ IrO2 Ru2O3/ RuO2 OsO2/ OsO4 Ni2O3/ NiO2 Co2O3/ CoO2 Rh2O3/ RhO2 PtO2/ PtO3 PdO2/ PdO3 （ 2）基體金屬及其合金 基體金屬對(duì)提高陽(yáng)極性能有著舉足輕重的地位，其主要作用是： 作為基體材料，耐腐蝕； 作為貴金屬氧化物的催化骨架； 作為阻擋活性成分的中間層，防止基體鈍化失效。通常采用三種技術(shù)處理鈦基材： 機(jī)械拋光； HFHNO3 酸性溶液化學(xué)刻蝕； H2SO4/HF 混合水溶液或硫酸甲醇混合非水溶液中的電解拋光。 （ 3）稀土元素及其氧化物 由于稀土元素在催化性能上的特性，近年來(lái)關(guān)于 貴金屬化合物 及其復(fù)合結(jié)構(gòu)氧化物在電極中的應(yīng)用研究工作非常活躍。制備工藝簡(jiǎn)單，使用效果明顯。因此，陽(yáng)極涂層制備必須考慮如何提高真實(shí)反應(yīng)面積和改善空洞分布，以提高電催化性能。但采用 solgel 方法需在 400℃下燒結(jié)，會(huì)生成銳鈦礦氧化鈦，急劇惡化陽(yáng)極性能，也不可避免造成機(jī)體惡化。激光加熱法，采用 CO2 激光器作為發(fā)熱源，可大大縮短加熱時(shí)間，極大減弱基體的氧化，但整個(gè)操作工藝控制參數(shù)較多，操作復(fù)雜，質(zhì)量難以控制。前期大量基礎(chǔ)工作，為開(kāi)展本項(xiàng)目奠定了良好的技術(shù)基礎(chǔ)。 具體研究?jī)?nèi)容如下： 1. 金屬鈦基體材料的超聲活化工藝刻蝕； 2. 采用鈦酸丁脂作為原料，以 solgel方法合成金紅石型氧化團(tuán)骨架材料，以及采用 Pechini法制備納米氧化鈦，研究材料物相、微觀形貌、制備工藝與晶體結(jié)構(gòu)的強(qiáng)關(guān)聯(lián)關(guān)系。 （三） 試驗(yàn) (開(kāi)發(fā) )規(guī)模及地點(diǎn) 本項(xiàng)目根據(jù)自身工藝特點(diǎn)和目前市場(chǎng)容量以及本單位的市場(chǎng)開(kāi)拓能力，擬建年生產(chǎn)規(guī)模為100m2的 貴金屬修飾鈦陽(yáng)極材料 示范線 ，總投資 60萬(wàn)元。采用此工藝，與其它制備方法相對(duì)比，其特點(diǎn)為基板純鈦消耗量小，僅為 1%，貴金屬與純鈦基材結(jié)合良好，結(jié)合力高，無(wú)漏點(diǎn)，貴金屬耗量小，陽(yáng)極材料電化學(xué)性能優(yōu)良，使用壽命長(zhǎng)，是一種工藝簡(jiǎn)練、成本低、無(wú)污染的綠色制備工藝，尚未見(jiàn)相關(guān)報(bào)道。該技術(shù)目前的主要缺陷是設(shè)備對(duì)于稍大批量（中試）生產(chǎn)需求的不適應(yīng)。小試結(jié)果已得到用戶的認(rèn)可，本項(xiàng)目是在實(shí)驗(yàn)室基礎(chǔ)上解決規(guī)?；a(chǎn)中的工藝、設(shè)備等的優(yōu)化和配套等問(wèn)題。 任務(wù)四： 20xx年 10月～ 20xx年 12月， 考核 示范線 生產(chǎn)能力，開(kāi)始正式生產(chǎn)，同時(shí)進(jìn)行項(xiàng)目驗(yàn)收和鑒定工作。在此領(lǐng)域中爭(zhēng)得一席之地。 國(guó)產(chǎn) 30 型鈦陽(yáng)極電槽每臺(tái)需用鈦材 210kg，這樣全世界氯堿工業(yè)用的鈦電極便消耗鈦材約 104t，是一條推廣應(yīng)用鈦材的有效途徑，同時(shí)貴金屬表面改性可有效提升金屬鈦材的深加工價(jià)值，可實(shí)現(xiàn)大產(chǎn)能和高利潤(rùn)。 電沉積 提取金屬最大困難是選用合適的陽(yáng)極材料 。 石墨材料電阻大，因此電能消耗大；石墨陽(yáng)極強(qiáng)度低，容易損耗，工作壽命短；石墨污染陰極產(chǎn)品，很難獲得高純金屬。如在 氯化鈷溶液電積 Co 時(shí)，石墨陽(yáng)極只能用幾個(gè)月，而 貴金屬表面改性鈦陽(yáng)極板材料 工作壽命長(zhǎng)達(dá) 4 年 。 同時(shí)可使 Co 中含碳量 降低，提高金屬等級(jí)。 活性涂層最重要的特性是對(duì)氧的電催化活性高，導(dǎo)電性能好，對(duì)氧的耐久性好，陽(yáng)極工作壽命長(zhǎng) 。 與鉛銀陽(yáng)極相比，槽電壓可降低 ，每生產(chǎn) 1 噸 Ni 節(jié)約電能，即節(jié)電 ％ 。 加之城市環(huán)境污染和生活節(jié)奏加快造成的精神張，使人體內(nèi)的酸堿度平衡系統(tǒng)失調(diào)，導(dǎo)致人形成酸性體質(zhì) 。 是將自來(lái)水通過(guò)過(guò)濾后，通過(guò)電解作用，在陰極區(qū)產(chǎn)生堿性離子水，在陽(yáng)極區(qū)產(chǎn)生酸性離子水 。采用貴金屬表面改性鈦陽(yáng)極板材料，可使 電解槽處于高槽電壓 30V下操作，一般電解槽工作電壓為 34V，產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的堿性離子水和酸性離子水，各方面性能可與鈦鍍鉑電極相比 。貴金屬表面改性鈦陽(yáng)極板材料 價(jià)格便宜，是鈦鍍鉑價(jià)格的 1／ 3，且不 需要進(jìn)口 。 鍍鉻溶液由硫酸和鉻酸配制而成，腐蝕性相當(dāng)強(qiáng)；鍍耐磨鉻時(shí)，電流密度很 8 高，達(dá) 50 A/dm2。 (二 )本項(xiàng)目的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)、風(fēng)險(xiǎn)及市場(chǎng)策略 市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì) 由于本項(xiàng)目所采用的制備工藝是具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的先進(jìn)工藝，無(wú)