Аноды с диоксидом свинца

Аноды с диоксидом свинца — нерастворимые аноды, у которых на металлическую основу (обычно титан) электролизом осаждён слой диоксида свинца PbO₂. Их выбирают там, где на аноде нужно не просто выделить кислород, а окислить растворённые вещества: при электрохимической очистке сточных вод, получении озона, в электросинтезе. Изготавливаем аноды с диоксидом свинца по чертежу, запросы — на почту 5052082@mail.ru.

Чем анод с диоксидом свинца отличается от других нерастворимых анодов

На любом нерастворимом аноде в водном растворе идут две конкурирующие реакции: выделение кислорода и окисление того, что растворено в электролите. Иридиевые покрытия — хорошие катализаторы выделения кислорода, поэтому на них ток уходит в основном в кислород. Диоксид свинца выделяет кислород неохотно: у него высокое перенапряжение выделения кислорода в серно- и азотнокислых электролитах. Поэтому на таком аноде развивается более высокий потенциал, и ток идёт на окисление органических веществ и на получение сильных окислителей.

Отсюда простое правило выбора:

• нужно электроосаждение металла, а кислород на аноде — побочный продукт — выбирают аноды с иридиевым покрытием;
• нужно окислить загрязнитель или получить окислитель — выбирают диоксид свинца.

Устройство анода: основа, подслой, рабочий слой

Слой	Материал	Назначение
Основа	титан (реже ниобий, тантал, графит)	несёт ток и задаёт форму анода
Подслой	оксиды олова и сурьмы (SnO₂–Sb)	не даёт титану окислиться под покрытием
Рабочий слой	диоксид свинца, преимущественно β-PbO₂	ведёт анодную реакцию

Диоксид свинца существует в двух кристаллических формах — α и β. Для рабочего слоя предпочтительнее β-PbO₂: у неё ниже удельное сопротивление и выше стойкость в кислой среде.

Подслой — главное, что отличает долговечный анод. Без него под диоксидом свинца на титане растёт непроводящая плёнка оксида титана: сопротивление растёт, ток падает, покрытие отслаивается. Подслой из оксидов олова и сурьмы, нанесённый термическим разложением, заметно продлевает срок службы анода — это показано в ряде исследований анодов Ti/SnO₂–Sb/PbO₂.

Варианты исполнения и какой выбрать

Диоксид свинца на свинце

Плёнка PbO₂ сама образуется на свинцовом аноде в серной кислоте. Но свинец мягкий, а диоксид свинца твёрдый и хрупкий: из-за разницы свойств покрытие отслаивается. Такие аноды — это обычные свинцовые аноды, а не аноды с покрытием.

Диоксид свинца на графите

Графит — дешёвая основа, но сам изнашивается при анодной поляризации и даёт частицы в электролите. Применяют реже.

Диоксид свинца на титане с подслоем — оптимальный вариант

Титан прочен, не корродирует и позволяет сделать анод любой формы: пластину, просечную сетку, трубу. Подслой защищает его от окисления. Этот вариант даёт самый стабильный анод, поэтому изготавливаем его по умолчанию.

Где применяют аноды с диоксидом свинца

• Электрохимическая очистка сточных вод: окисление трудноразлагаемой органики — фенолов, красителей, стоков коксохимии. Диоксид свинца — один из наиболее активных анодов для такого окисления.
• Получение озона электролизом воды: на аноде с β-PbO₂ выход озона по току выше, чем на платине.
• Электроосаждение и электроэкстракция металлов из сульфатных растворов — как кислородный анод.
• Электросинтез, где нужен высокий анодный потенциал.

Платина для окисления органики подходит хуже: её поверхность со временем дезактивируется, а гидроксильных радикалов на ней образуется мало.

Ограничения

• Хрупкость. Диоксид свинца твёрдый и хрупкий: анод нельзя гнуть, рихтовать, сверлить после нанесения покрытия, нельзя бросать. Всю механическую обработку и сварку токоподвода делают до нанесения слоя.
• Фторид в электролите. Фторид-ион ускоряет разрушение покрытия — об этом нужно сообщить заранее.
• Обратный ток. Аноды с покрытием рассчитаны на работу анодом; режим с переполюсовкой согласовывают отдельно.

Формы поставки и что указать в заявке

Изготавливаем аноды с диоксидом свинца в виде пластин, просечной сетки, труб и стержней, с токоподводом из титана — по чертежу или эскизу.

В заявке укажите:

• назначение и состав электролита (кислоты, хлориды, фториды, органика), температуру;
• рабочую плотность тока или силу тока на анод;
• форму и размеры, одностороннее или двустороннее покрытие;
• конструкцию токоподвода и крепления;
• количество.

Вопросы и ответы

Можно ли заменить анод с диоксидом свинца иридиевым?

Только там, где процесс сводится к выделению кислорода. Для окисления органики и получения озона иридиевое покрытие малоэффективно: ток уходит в кислород. Подробнее об иридиевых покрытиях — на странице аноды из титана с иридиевым покрытием.

Чем анод с диоксидом свинца отличается от свинцового?

Свинцовый анод — сплошной металл, который сам покрывается плёнкой оксидов и постепенно расходуется. Анод с диоксидом свинца — титановая основа с осаждённым слоем PbO₂: форма и размеры сохраняются, металл основы не растворяется.

Какие ещё есть аноды на титане?

С оксидами рутения и иридия, с платиной — см. раздел титановые ММО-аноды.

Заказать аноды с диоксидом свинца

Изготовим аноды с диоксидом свинца на титане по вашему чертежу. Срок и цена — по запросу. Пишите на 5052082@mail.ru: назначение, электролит, размеры, количество.