钛基氧化物涂层阳极的修复

钛基氧化物涂层阳极的修复

徐海清;胡耀红;曾繁波;焦新贺;钟洪胜;罗慧梅;赵国鹏

【摘要】The failed coating on the surface of oxide-coated titanium anode was removed by molten salt method.The effects of process conditions on the removal of coating were studied by X-ray fluorescence spectroscopy and roughness testing.The electrochemical properties of the titanium-based anode repaired by recoating the titanium substrate on which the failed coating was removed were analyzed through cyclic voltammetry,polarization curve measurement,and accelerated service life testing.The results showed that the failed coating on titanium-based anode can be completely removed by reaction with KOH and KNO3 at a mass ratio of 5:1 and temperate of 450 ℃ for 8 min,without any damage to the titanium substrate and change of its roughness.The repaired titanium-based anode has similar electrochemical properties to the freshly prepared one,while its cost is only 57％ of the later.Noble metals can also be reclaimed.%采用熔盐法去除钛基氧化物阳极表面的失效涂层,通过X射线荧光光谱分析及粗糙度测量,考察了工艺条件对涂层去除效果的影响.通过循环伏安曲线、极化曲线、强化寿命测试分析了在去除失效涂层的钛基体上重涂修复所得到的钛阳极的电化学性能.结果表明,当KOH与KNO3的质量比为5∶1、反应温度为450℃时,8 min可完全去除钛阳极表面的失效涂层,而又不会损伤钛基体及改变其表面粗糙度.修复后钛阳极的电化学性能与新制备的钛阳极相当,而成本仅为新制备钛阳极的57％,还可以回收贵金属.

【期刊名称】《电镀与涂饰》

【年(卷),期】2017(036)016

【总页数】5页(P881-885)

【关键词】钛基氧化物阳极;修复;熔盐;重涂;表面粗糙度;电化学

【作者】徐海清;胡耀红;曾繁波;焦新贺;钟洪胜;罗慧梅;赵国鹏

【作者单位】广州鸿葳科技股份有限公司,广东广州510663;广州市二轻工业科学

技术研究所,广东广州510663;广州鸿葳科技股份有限公司,广东广州510663;广州

大学化学化工学院,广东广州 510006;广州鸿葳科技股份有限公司,广东广州510663;广州市二轻工业科学技术研究所,广东广州510663;广州市二轻工业科学

技术研究所,广东广州510663

【正文语种】中文

【中图分类】TG174.45;TG178

钛基氧化物涂层阳极主要由钛基体及表面贵金属氧化物涂层组成，简称DSA或钛阳极。自1965年H.Beer申请氧化钌涂层专利至今，钛基氧化物涂层阳极已有50多年历史。由于具有传统石墨阳极、铅及铅合金阳极无法比拟的优势[1]，钛阳极

已被广泛应用于氯碱工业[2]，有色金属或金属氧化物的电解提取[3-5]，金属箔生产[6]，污水处理[7-9]等领域。但钛阳极成本较高，因此在某些领域的应用受到限制。

以应用量最大的氯碱工业用钛阳极为例，其制造成本主要包括表面涂层费用(占30% ～33%)，钛基体材料费用(占38% ～41%)，钛板机械加工(如喷砂、钻孔、焊接等)费用(占8% ～ 10%)，人工费及电费等其他费用(占20% ～ 22%)。钛阳

极失效后，其表面还含有一定量的贵金属涂层(占新涂层的30%左右)，因此，若能采用科学合理的方法将失效后的钛阳极进行修复，既可以节约钛基材本身及喷砂等机械加工的费用，降低成本，又可以回收贵金属资源，具有可观的经济效益。

传统的钛阳极修复方法是先将失效涂层去除后，再在裸露干净的钛基体上进行重涂，这样可以确保修复钛阳极的电化学稳定性。去除失效涂层的方法主要有喷砂法、酸煮法、硫酸盐电解法等[10]，这些方法的去除效率低，失效涂层去除不完全，能耗较高。熔盐法具有去除涂层快、钛基体损伤小、不破坏喷砂粗化效果、可回收贵金属等优点，具有较好的应用前景[11]。本文采用熔盐法去除失效涂层，并详细研究了工艺条件对涂层去除效果的影响以及重涂后钛阳极的电化学性能，为电解工业用钛阳极的修复提供参考。

氯铱酸，贵研铂业股份有限公司；乙醇钽溶液，上海汉邦化工有限公司；氢氧化钾、硝酸钾、草酸、正丁醇、无水乙醇均为市售分析纯，广州化学试剂厂。

以不锈钢缸作为反应容器，将氢氧化钾、硝酸钾按照一定比例混合均匀后平铺于失效阳极涂层表面，洒上少许自来水使两者可以粘附在涂层上，然后置于高温的马弗炉中烧结反应一定时间，取出后放于冷水中，失效涂层便脱落于水中，积累到一定浓度即可过滤回收贵金属资源。

失效的钛阳极在去除涂层之后仅剩下裸露的钛基体，将钛基体置于微沸的10%草

酸溶液中处理2 h，取出后分别用自来水、纯水和无水乙醇冲洗干净并烘干，按照文献[12]的方法制备钛阳极。

采用TR300型粗糙度形状测量仪(北京时代之峰科技有限公司)测量试样的表面粗

糙度Ra。量程设置800 μm，每个试样在10个不同位置各测量一次，取平均值。采用X射线荧光光谱仪(美国Thermo公司)对涂层去除前后的钛阳极试片进行X

射线荧光光谱(XRF)分析，测定涂层中各金属元素的含量，以铱的质量分数作为对比。