1. لیڈ ڈائی آکسائیڈ انوڈ تعارف

صنعت اور سائنس اور ٹیکنالوجی کی مسلسل ترقی کے ساتھ ، روایتی انوڈ مواد تیزی سے ان کی حدود کو دکھا رہے ہیں. مثال کے طور پر ، پلاٹینم کی قیمت بہت زیادہ ہے ؛ کہلاور-الکالی صنعت اور آکسیجن کی ارتقاء کے نظام میں گریفائٹ کی سنکنرن مزاحمت مثالی نہیں ہے ، اور طاقت ہےکم:لیڈ ملاوٹ انوداس غریب سنکنرن مزاحمت ، کم الیکٹروکاتلیطاک کارکردگی ، اور بڑی طاقت کی کھپت ہے. نام نہاد "سبز مواد" جیسا کہ توانائی کی بچت ، کھپت میں کمی ، اور آلودگی سے پاک ، لوگوں کو طویل زندگی ، اعلی الیکٹرو کیمیکل کارکردگی ، اور کوئی سیکنڈری آلودگی کے ساتھ نئے انوداس تلاش کرنے کی امید ہے. آکسیجن کی ارتقاء کے ماحول کے تحت ، لوگوں نے لیڈ ڈائی آکسائیڈ الیکٹروڈ (PbO) تیار کیا ہے₂): ایک غیر عنصر پیمائی کمپاؤنڈ جو آکسیجن میں تھوڑا سا ہے اور زیادہ سے زیادہ لیڈ پر مشتمل ہے. اس میں ایک سے زیادہ کرسٹل فارم ہے,پیدا کرنے کے لئے انوڈ الیکٹرو جمع کا استعمال کرتے ہوئےβ-PbO₂, ہے جسآکسائڈریشن ، سنکنرن مزاحمت (مضبوط ایسڈ H میں اعلی استحکام₂S0₄یا HN0₃) ، اعلی آکسیجن overpotential ، اچھی برقی چالکتا ، مضبوط پابند فورس ، مضبوط آکسیکرن کی صلاحیت جب پانی کے حل میں الیکٹرولیید ، کر سکتے ہیںریچھبڑی موجودہ ، وغیرہ ۔ اس وقت ، یہ وسیع پیمانے پر چڑھانا ، smelting ، گندے پانی علاج ، وغیرہ کے شعبوں میں استعمال کیا گیا ہے ، اور بہت سے دیگر الیکٹروڈ مواد (جیسے DSA ، لیڈ ، ٹائٹینیم کے طور پر تبدیل نہیں کیا جا سکتاکے ساتھ کوٹنگ پلاٹینم).

1.1 لیڈ ڈائی آکسائیڈ انوڈخصوصیت

یہ وسیع پیمانے پر مختلف نامیاتی مادہ کی الیکٹرولیٹک کی تیاری میں اور گندگی علاج اور اعلی طہارت پانی کی تیاری کے عمل میں استعمال کیا جاتا ہے ،ایپلی کیشن حد اطلاق وسیع ہے ۔Pb02 میں بہترین الیکٹریکل چالکتا ، اچھا چارج اور پانى ریورسابالاٹی ، اور کم قیمت کے فوائد ہیں. یہ وسیع پیمانے پر لیڈ ایسڈ بیٹریاں کے لئے ایک مثبت الیکٹروڈ کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے. فی الحال ، لیڈ ڈائی آکسائیڈ کی استعمال کی شرح ، لیڈ ایسڈ بیٹریاں کے مثبت فعال مواد ، اعلی نہیں ہے ، اور عام طور پر 50 ٪ سے تجاوز نہیں کرتا. آکسیجن کی ارتقاء کی صلاحیت زیادہ ہے, عام طور پر 1.75 V (سے متعلق calomel الیکٹروڈ), اور ایک مضبوط کم طاقت ہےکیہراسبرائے oرگنمواد(کوڈ).

لیڈ ڈائی آکسائیڈ انوڈ کی 1.2 نیچے پرت

مواد فی الحال نیچے کی پرت کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے: پلاٹینم گروپ دھاتوں اور ان کے آکسائڈ ، ٹین سرمہ آکسائڈ ، ارادیوم ٹینٹلم جامع آکسائڈ نیچے تہوں ، وغیرہ ، ان کی خصوصیات مندرجہ ذیل ہیں: (1) پلاٹینم گروپ دھاتوں اور ان کے آکسائڈ: نیچے کی پرتایچاچھی الیکٹریکل چالکتا کے طور پر ، جو کوٹنگ اور substrate کے تعلقات کی کارکردگی کو بہت بہتر بنا سکتا ہے. (2) ٹین سرمہ آکسائڈ: تھرمل تجزیہ طریقہ کی طرف سے حاصل ٹن سرمہ آکسائڈ پرت گھنے اور وردی ہے. اس underlayer کے ساتھ ، الیکٹرولائٹ ٹائٹینیم سطح ، آکسیجن جوہری یا 02 گھسنا کرنے کے لئے مشکل ہے. ٹائٹینیم میٹرکس میں آئنوں کی بازی بھی بلاک ہے ، اس طرح Ti02 کے قیام سے بچنے کے. اس کے علاوہ ، Ti02 ایک وسیع باندگاپ N قسم نیم موصل ہے. ایس ایس کے ساتھ ڈوپنگ کے بعد ، Sn02 جھلملی میں اضافی برقیہ نے Sn02 جھلملی میں پانتوالانٹ Sn ایٹم کی جگہ لے لی ، جس میں ترسیل بینڈ میں بہت زیادہ برقی حراستی میں اضافہ ہوا تھا. تاہم ، جب Sb بہت زیادہ ہے ، sn02 جھلملی کی خرابی کی ڈگری میں اضافہ کیا جائے گا ، اور sn02 کے الیکٹریکل چالکتا کو کم کیا جائے گا. لہذا ، Sb کے مواد بنیادی کارکردگی کی برتری اور احساس سے متعلق ہے. یہ نچلے پرت بھی کوٹنگ کے اندرونی کشیدگی کو کم کرنے کا اثر ہے. (3) ٹائٹینیم-ٹینٹلم مرکب آکسائڈ نیچے کی پرت: یہ نیچے کی پرت اچھی چالکتا ، اچھے سنکنرن مزاحمت ، اور کم الیکٹرو کیمیکل سرگرمی کی خصوصیات ہے. یہاں تک کہ اگر الیکٹرو lysis کے عمل کے دوران نیچے کی پرت سامنے آ جاتی ہے تو ، کوئی الیکٹرولیٹک رد عمل نہیں ہوتا ، لہذا کوئی مسئلہ نہیں ہے کہ اس کی وجہ سے چڑھانا پرت بند چھلکے.

1.3 سطح فعال پرتلیڈ کےڈائی آکسائیڈ انوڈ 

PbO2 سطح فعال پرت عام طور پر ایک الیکٹرو جمع طریقہ کار کی طرف سے تیار کیا جاتا ہے. اس میں دو کرسٹل فارم ، α اور β ، اور β-PbO2 اچھے سنکنرن مزاحمت اور برقی چالکتا ہے ، اور عام طور پر ایک الیکٹروڈ کی سطح فعال پرت کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے. تاہم ، α-PbO2 ایک مضبوط لازم قوت ہے ، اور اس کے O-O جوہری فاصلہ "نیچے پرت" اور β-PbO2 کے درمیان ہے ، جو ایک بفر فیوژن کے طور پر کام کرسکتا ہے ، الیکٹرو کو کم کرنے اور سطح اور نیچے کی پرت کے درمیان تعلق میں اضافہ. لہذا ، چڑھانا عمل میں ، α قسم کی PbO2 کو سب سے پہلے مضبوط alkaline حالات کے تحت جمع کیا جا سکتا ہے ، اور β قسم کی PbO2 کو الیکٹروڈ کی خدمت کی زندگی کو بہتر بنانے کے لئے املیی کے حالات کے تحت جمع کیا جا سکتا ہے.

2. لیڈ ڈائی آکسائیڈ ٹائٹینیم پر مبنی الیکٹروڈ کی درخواست کے میدان

آکسیجن ارتقاء کے ماحول کے تحت ، لیڈ ڈائی آکسائیڈ الیکٹروڈہےتیار. PbO2 ایک غیر عنصر پیمائی کمپاؤنڈ ہے جو آکسیجن میں تھوڑا سا ہے اور زیادہ سے زیادہ لیڈ پر مشتمل ہے. اس میں کرسٹل فارم کی ایک قسم ہے. سنکنرن (مضبوط ایسڈ H2S04 یا HN03 میں اعلی استحکام) ، ہائی آکسیجن overpotential ، اچھی برقی چالکتا ، مضبوط پابند فورس ، مضبوط آکسیکرن کی صلاحیت جب الیکٹرولیید کے حل میں ، کر سکتے ہیںریچھبڑی موجودہ ، وغیرہ ،یہ ہے بہت ذہین. فی الحال ، یہ چڑھانا ، smelting ، فضلہ کے شعبوں میں وسیع پیمانے پر استعمال کیا گیا ہے پانی کا علاج ، کیتھڈو مخالف-سنکنرن ، وغیرہ ، جس میں بہت سے دیگر الیکٹروڈ مواد (جیسے DSA ، لیڈ ، ٹائٹینیم پلاٹینم چڑھانا) کی طرف سے تبدیل نہیں کیا جا سکتا.

لیڈ ڈائی آکسائیڈ الیکٹروڈ کم مزاحمیت ، مستحکم کیمیائی خصوصیات ، اچھے سنکنرن مزاحمت ، اچھی برقی چالکتا ، اور بڑے کے لئے استعمال کیا جا سکتا ہے. وہ وسیع پیمانے پر مختلف نامیاتی اور غیر نامیاتی مادہ کی الیکٹرولیٹک کی تیاری میں استعمال کیا جاتا ہے, گندگی علاج اور اعلی طہارت پانی کی تیاری کے عمل. درخواست کا میدان بہت وسیع ہے.

2.1 غیر نامیاتی کیمیائی صنعت

2.1.1سیہکھا,PbO2 الیکٹروڈ ایک طویل وقت کے لئے چلوراٹی صنعت میں استعمال کیا گیا ہے. PbO2 الیکٹروڈ کا استعمال کرتے ہوئے بروماٹی اور ااوداٹی کی پیداوار نسبتا بالغ ہے ، خاص طور پر ااوداٹی. PbO2 الیکٹروڈ کی سطح کی ساخت کی وجہ سے ، الیکٹرو کیمیکل ردعمل کے علاوہ ، یہ ایک اتپریورتی کردار ادا کرتا ہے.

2.1.2 الیکٹرولیید ایچ2اے2

الیکٹرو lysis کی طرف سے تیار ایچ2اے2 عام طور پر ایک الیکٹروڈ کے طور پر استعمال کرتا ہے. کچھ لوگوں نے انوڈ مواد کے طور پر MnO2 ، Fe3O4 ، گریفائٹ ، وغیرہ کے استعمال کا مطالعہ کیا ہے ، لیکن وہ کامیاب نہیں ہوئے ہیں ، اور PbO2 کے طور پر ایک انوڈ نے اچھے اقتصادی فوائد حاصل کیے ہیں. کیونکہ آکسیجن کو PbO2 الیکٹروڈ کی ممکنہ طور پر Pt کے مقابلے میں تھوڑا سا کم ہے ، لوگوں نے PbO2 الیکٹروڈ کے ساتھ Pt الیکٹروڈ کو تبدیل کرنے پر تحقیق کی ہے. دوسری عالمی جنگ کے دوران ، جاپان نے پلاٹینم اور ایچ2اے2 کو ایک فوجی ضرورت کا فقدان تھا ، لہذا 1944-1945 میں ، اس نے پی ٹی کی بنیاد پر الیکٹروڈ کے بجائے substrate فری PbO2 ایچ2اے2 کے صنعت کاری کو محسوس کیا.

2.2 نامیاتی کیمیائی صنعت

نامیاتی ترکیب میں PbO2 الیکٹروڈ کی درخواست غیر نامیاتی ترکیب ایپلی کیشنز میں بالغ کے طور پر نہیں ہے ، اور بہت سے اب بھی تلاش کیا جا رہا ہے.

2.2.1 کلوروفارم 

کلوروفارم کی تیاری میں ، PbO2 الیکٹروڈ مہنگی Pt الیکٹروڈ کے بجائے استعمال کیا جاتا ہے. اثر مثالی ہے. کلوروفارم کے الیکٹرو ترکیب کے لئے سب سے زیادہ مناسب حالات: NaCl 300g/l ، etoh 25 ملی میٹر/l ، PH 8 ~ 10 ، درجہ حرارت 60 ~ 70 ° c ؛ انوڈ موجودہ کثافت ہے 0.3 کرنے کے لئے 0.5 A/m2 ، موجودہ کارکردگی 80 ٪ 90 ٪ ہے ، سیل وولٹیج 5V ہے ، تبادلوں کی شرح ہے 98% پر 99% ، اور طہارت ہے 99.5% کرنے کے لئے 99.9%. بروموفآرم کی تیاری میں ، موجودہ کارکردگی 92.5 ٪ ہے ، پلاٹینم 87 ٪ ہے ، اور گریفائٹ ہے 86 ٪. PbO2 اادافآرم الیکٹرو کی ترکیب میں سب سے زیادہ مؤثر انوڈ مواد ہے. موجودہ کارکردگی 90 ٪ ہے ، اور انوڈ نقصان برابر ہے.

2.2.2 اسوبوٹیراک تیزاب

اندوسٹراالل ، اسوبوٹیراک تیزاب کمنو سے بنا ہے ۔₄ایک alkaline میڈیم اور آکسائڈائزڈ اور اصلاح میں اسوبوتناول کے 1t کے اسوبوٹیراک ایسڈ پیدا کرنے کے لئے. مرکزی خام مال اسوبوتناول کے علاوہ ، اس کے بارے میں اب بھی ضرورت ہے 3.2 tKMnO4 ، 1.6 tH2SO4 ، معاون مواد جیسے 0.3 tNa2CO3 اعلی قیمت ہے اور تقریبا 2tMnO2 فضلہ کی پیداوار ہے ، جو ماحول کو پوللوٹیس ہے. اسوبوٹیراک ایسڈ کو غیر مستقیم طور پر اواادازا اسوبوتناول کرنے کے لئے لیڈ کی بنیاد پر لیڈ ڈائی آکسائیڈ الیکٹروڈ کا استعمال ماحولیاتی آلودگی کو کم کرتا ہے.

2.2.3 گندگی علاج

ٹائٹینیم کی بنیاد پر PbO2 الیکٹروڈ کو مشکل سے بائیو کہا نامیاتی آلودگی ، بائیو زہریلا آلودگی ، اور اعلی درجہ حرارت نامیاتی گندے پانی کا علاج کرنے کے لئے استعمال کیا جاتا ہے. ایک ٹائٹینیم کی بنیاد پر PbO2 الیکٹروڈ کے ساتھ ایک 10 مگرا/L میتیل سنتری حل کی کمی ظاہر ہوا کہ میتیل سنتری کی برطرفی کی شرح تقریبا تھا 100% 36 کی موجودہ کثافت میں علاج کیا گیا تھا 12 منٹ, اور hطور پراعلی الیکٹروکاتلیطاک سرگرمی. . ناٹروبانزینی گندے پانی کا علاج کرنے کے لئے ایک نیا PbO2 الیکٹروڈ کا استعمال کرتے ہوئے ، یہ پایا گیا تھا کہ PbO2 الیکٹروڈ عام گریفائٹ الیکٹروڈ سے زیادہ کوڈ ہٹانے کی شرح تھی. الیکٹرو lysis کے 5 گھنٹے کے بعد ، کوڈ ہٹانے کی شرح 65 ٪ تک تھا. اعلی الیکٹرو lysis کی کارکردگی بنیادی طور پر PbO2 الیکٹروڈ کی اعلی آکسیجن کی ارتقاء کی صلاحیت کی وجہ سے ہے. انوداک پولرائزیشن کے تحت ، PbO2 الیکٹروڈ کی سطح · تخلیق کرنے کا شکار ہے اوہ ، جو ناٹروبانزینی کے ساتھ ردعمل کرے گا جو الیکٹروڈ سطح پر منتقل ہے. نامیاتی آلودگی کی Ti/PbO2 انوڈ الیکٹروکاتلیطاک آکسیکرن کی خصوصیات. تجرباتی نتائج ظاہر کرتے ہیں کہ الیکٹروڈ فینول کے خاتمے کے لئے ایک اچھی الیکٹروکاتلیطاک سرگرمی سے پتہ چلتا ہے ، اور اچھی ماحولیاتی تحفظ کی درخواست کے امکانات ہیں. PbO2 الیکٹروڈ نے aniline کے خاتمے کے لئے اچھی اتپریورتی کارکردگی کا مظاہرہ کیا. 3 گھنٹے کے اندر ، aniline ایک اعلی ہٹانے کی شرح حاصل کر سکتے ہیں. ایک ہی وقت میں ، PbO2 الیکٹروڈ نے اچھی استحکام اور سروس کی زندگی بھی ظاہر کی. PbO2 الیکٹروڈ کے ساتھ ہیڈروایسٹیرینی گندے پانی کے علاج پر تحقیق کے نتائج ثابت ہوتے ہیں کہ یہ عام طور پر صرف 3 ~ 6h لیتا ہے جو اسے غیر نامیاتی یا CO2 میں مکمل طور پر لے جائے.

دھاتیہاایسلاثانی میکانی خصوصیاتکے مقابلے میں دیگر مواد, جس سے یہ substrate کے لئے سب سے زیادہ کشش پسند کرتا ہےکیلیڈ ڈائی آکسائیڈ الیکٹروڈ. تاہم ، تمام دھاتوں کی قیادت ڈائی آکسائیڈ الیکٹروڈ کے substrate کے لئے موزوں نہیں ہیں. یہ ہونا ضروری ہے unidirectional موجودہ لے جانے والے خصوصیات کے ساتھ والو کے سائز دات ، جیسے Ti ، Ta ، Nb ، Zr اور اسی طرح. مندرجہ بالا دھاتوں کے درمیان ، Ta بہترین سنکنرن مزاحمت اور کم مزاحمیت ہے ، اور کارکردگی کے لحاظ سے ایک substrate کے طور پر استعمال کے لئے بہترین مواد ہے. تاہم ، کیونکہ Ta آکسیجن کے لئے ایک اعلی تعلق ہے ، یہ عام طور پر ایک anoxic ماحول میں ہونا ضروری ہے ، اور Ta دھات مہنگی ہے ، لہذا یہ عام طور پر اصل پیداوار میں استعمال نہیں کیا جاتا ہے. Ti سستے ، کم کثافت ، اعلی طاقت ہے ، اور لیڈ ڈائی آکسائیڈ کے اس کے قریب ایک تھرمل توسیع کی شرح ہے. لہذا ، Ti عام طور پر قیادت ڈائی آکسائیڈ الیکٹروڈ کے substrate کے طور پر منتخب کیا جاتا ہے. ٹائٹینیم substrate عام طور پر ایک میش ڈھانچہ اپنایا. اس کی وجہ یہ ہے کہ Ti میش سخت اور مضبوطی سے بندوا کی طرف سے جمع کی پرت ہے. Ti میش کی بنیاد پر لیڈ ڈائی آکسائیڈ الیکٹروڈ الیکٹرولائٹ بہاؤ اور موجودہ کارکردگی کو بہتر بنانے کے لئے مزاحمت کو کم کر سکتے ہیں ، خاص طور پر اعلی موجودہ کثافت پر مؤثر طریقے سے overheating سے الیکٹروڈ کو روکنے کے.