1、前言

涂層鈦陽極 ，習慣稱為 DSA(Dimensionally Stable An-ode尺寸穩定陽極），又稱 DSE( Dimensionally Stable Elec-trode), 是20世紀60年代末發展起來的一種新型不溶性陽極材料。

傳統的不溶性陽極材料大致分為3類：鉑金、石墨及鉛合金陽極。鉑金價格昂貴，石墨與鉛合金陽極高電流電解時發生溶蝕，耐蝕性差，析氧電位大，電化學催化性能低，能耗較大，尤其是陽極中有毒的鉛會在溶液中溶解，造成二次污染，并且使鍍層性能下降。從綠色材料的“節能、節約材料、不污染環境”等要求出發，人們希望尋找到長壽命、電化學催化性能高、無二次污染的新型陽極。30多年來電化學催化材料方面的研究最大的一個成就就是開發了氯堿工業用的鈦基板上涂覆釕氧化物系不溶性陽極，被稱為氯堿工業的一次技術革命。釕氧化物陽極析氯電催化活性好 ，已被世界90%以上氯堿企業使用，其使用壽命可長達10 ，因此被稱為尺寸穩定陽極(DSA) 。

DSA涂層鈦陽極性能特點如下：

1）陽極過電位低：電解含氯的鹽類水溶液時使用析氯DSA, 而電解H2SO4 、HNO3及鹽類的水溶液時，使用析氧DSA, 它的析氯及析氧陽極過電位均比其它陽極低，而且副反應顯著減少，可長期在低電解電壓下穩定使用，達到節能 和降低成本的效果。

2）使用壽命長：石墨、鉛合金陽極使用幾個用到1年左右就要更換，而DSA陽極可使用6年以上，甚至可長達10年，使用壽命顯著增長，綜合經濟效益明顯提高。

2、DSA 涂層鈦陽極的制備

DSA涂層鈦陽極由基體金屬和表面活性層組成。金屬基體起骨架和導電作用，表面活性涂層參與陽極電化學反應。涂層鈦陽極制備的工序包括基體的預處理、配制涂液、涂覆涂層 熱 分解氯化、后處理等。

2.1、基體金屬的選用

基體金屬要求具有耐電化學腐蝕性，有一定機械強度，便千加工制造，表面容易形成鈍化膜而本身導電性能良好等性能特點。

目前一致公認作為DSA的基體 ，必須是具有單向載流性質的閥形金屬( Valve  metal) , 如鈦( Ti ) 、鉭( Ta)、鋯 ( Zr) 、鈮( Nb) 。 鉭的穩定性和導電性最適合作DSA基體，但其價格昂貴，而且制作過程中熱分解需無氧條件， 工藝復雜，無實用價值。Zr、Nb與Ta類似。而鈦價格便宜，密度小，制作方便，因此一般選擇鈦作為DSA的基體，特殊情況下使用鉭和鈮。但鈦的電阻率是鉭和鈮的3~4倍，是銅的25倍，這是其作為基體金屬的一個缺點。

2.2、基體的預處埋

預處理的目的，是為了增強基體與金屬氧化物涂層的結合力，從而改善導電性，延長其使用壽命。預處理括除油、噴砂與酸蝕。除油、噴砂與常規方法類似，所以預處理的關鍵在于酸蝕。經過酸蝕基體，表面形成凸凹不平的麻面層，具有較大的表面積，使陽極的真實面積增大，降低真實電流密度，改善陽極的電化學性能，同時，酸蝕還能除去鈦基體表面的氧化膜。酸蝕需控制一定的操作條件 ，否則將影響DSA的使用壽命。

2.3、涂液配制

不同性質的DSA,配制其涂液時金屬氧化物的選擇及配比也不同 。一般情況下，一定量的金屬鹽類按一定摩爾比溶解于特定的溶劑中，便為涂液 。配制涂液時， 不能產生沉淀，否則涂覆時會出現不均勻現象，影響陽極的工作壽命。金屬鹽類的選擇及配比、溶劑的選擇及金屬離子的濃度，都會直接影響陽極的性能。

2.4、 涂層制備

將涂液涂覆在基體表面上，經溶劑揮發、熱分解，依不同涂層的厚度循環不同次數，再經一定時間的煅燒， 即為涂層DSA。煅燒的時間，溫度及方式也會影響DSA陽極的性質。

為了延長DSA陽極的壽命，涂覆表層前需在基體上涂覆不同的中間層。

2.5、DSA涂層的后處理

后處理的目的是為了增強DSA陽極的電催化活性，滿足不同條件的使用需要。

3、DSA涂層鈦陽極的應用

DSA涂層鈦陽極主要應用在電化學和電冶金兩大部門。

DSA涂層鈦陽極應用的領域有：氯堿工業、氯酸鹽生產、次氯酸鹽生產、高氯酸鹽生產、過硫酸鹽電解、電解有機合成、電解提取有色金屬、電解銀催化劑的生產、電解法制造銅箔 、電解氧化法回收采汞 、水電解、二氧化氯的制取、醫院污水處理 、電鍍廠含氰廢水處理、生活用水和食品用具的消毒、發電廠冷卻循環水的處理、毛紡廠  染整廢水的處理，工業用水的處理、電解法制取酸堿離子水，銅板鍍鋅、鍍佬、鍍鈀、鍍金、鍍鉛、電滲析法淡化海水、電滲析法制取四甲基氫氧化銨、熔融鹽電解、電池生產、陰極保護、生產負極箔 、箔箱的陽極氧化等 。 應用廣泛涉及化工、冶金、水處理、環保、電鏡、電解有機合成及其它領域。

近年來 ，在表面處理行業，應用DSA涂層鈦陽極出現了新的動向。如在涂層中添加某種納米材料來提高DSA陽極的電催化活性 ，又如在某些特定的鍍液中，通過調節DSA涂層的析氧電位，達到抑制某種雜質離子的產生，保證鍍液穩定性的目的。隨著DSA涂層鈦陽極的研究越來越深入，其應用前景必將越來越廣闊。

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