टाइटेनियम मैट्रिक्स एनोड की प्रदर्शन विशेषताएँ और अनुप्रयोग

टाइटेनियम और इसके मिश्र धातुओं में उत्कृष्ट संक्षारण प्रतिरोध, अच्छे इलेक्ट्रोकैटेलिटिक गुण, उच्च यांत्रिक शक्ति, लंबी सेवा जीवन और अन्य फायदे हैं। टाइटेनियम को सब्सट्रेट के रूप में उपयोग करने वाले टाइटेनियम एनोड का इलेक्ट्रोलिसिस उद्योग में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। आइए विभिन्न उद्योगों में टाइटेनियम-आधारित एनोड के अनुप्रयोग पर एक नज़र डालें।

1. क्लोर-क्षार उद्योग
क्लोर-क्षार उद्योग में, आयन झिल्ली इलेक्ट्रोलाइज़र में इलेक्ट्रोलिसिस प्रतिक्रिया जारी रहने के कारण, एनोड कक्ष के परिवर्तनशील और जटिल वातावरण के कारण, इलेक्ट्रोलाइज़र विषाक्त और हानिकारक पदार्थ Cl2, CI, CIO का उत्पादन जारी रखेगा। जैसे-जैसे तापमान (85C) बढ़ता है, इन पदार्थों की उपस्थिति टाइटेनियम एनोड प्लेट के क्षरण को बढ़ाएगी। एनोड कक्ष में गैस-तरल परिसंचरण भी इलेक्ट्रोड और टाइटेनियम प्लेट को गंभीर रूप से खराब कर देगा। एक बार आयन झिल्ली टूटने के बाद, कैथोड घोल (अम्लीय, क्षारीय) एनोड कक्ष में प्रवाहित होगा, जिससे टाइटेनियम प्लेट में गंभीर क्षरण होगा और फिर इलेक्ट्रोलाइज़र लीक और छिद्रित हो जाएगा। आयन टैंक क्षरण की आकृति विज्ञान के अनुसार, यह देखा जा सकता है कि यह मुख्य रूप से प्रवाहकीय कोटिंग्स, गैस-तरल विभाजक, टाइटेनियम प्लेट और अन्य स्थानों में होता है। इसलिए, अत्यधिक संक्षारण प्रतिरोधी आयन झिल्ली इलेक्ट्रोलाइज़र कैसे विकसित किया जाए, यह सर्वोच्च प्राथमिकता बन गई है।

आयन टैंक के एनोड कक्ष में अधिकतर टाइटेनियम प्लेट का उपयोग किया जाता है क्योंकि धातु सामग्री में टाइटेनियम धातु की कीमत निकल धातु की तुलना में बहुत कम है। लागत कम करते हुए, यह समान लाभ उत्पन्न करता है। सुरक्षित और विश्वसनीय उत्पादन और हरित पर्यावरण संरक्षण सुनिश्चित करना औद्योगिक उत्पादन में गुणवत्ता और मात्रा सुनिश्चित करने की कुंजी है। टाइटेनियम धातु और इसके मिश्र धातुओं में उत्कृष्ट संक्षारण प्रतिरोध, मजबूत निष्क्रियता क्षमता, एक स्थिर निष्क्रियता फिल्म बनाने में आसान, इलेक्ट्रॉन हस्तांतरण में बाधा, और उपकरणों के सेवा जीवन का विस्तार करने, रिसाव को रोकने, उत्पादन दक्षता में सुधार, ऊर्जा की बचत और पर्यावरण संरक्षण में गारंटी प्रदान करते हैं।

2. सीवेज उपचार
सीवेज उपचार के अध्ययन के माध्यम से, यह पाया गया कि जैविक प्रक्रियाओं से अपशिष्ट जल का उपचार करना कठिन है। मुख्य समस्याएँ हैं लंबा उपचार समय चक्र, कम रंग हटाने की दर और कठिन अपघटन। इलेक्ट्रोकेमिकल विधि ने व्यापक ध्यान आकर्षित किया है। इसके निम्नलिखित लाभ हैं:

1) कार्यात्मक विविधता, अर्थात् तरल पदार्थ और अपशिष्ट का उपचार कार्बनिक यौगिकों के प्रत्यक्ष या अप्रत्यक्ष ऑक्सीकरण, धातु अपचयन और इलेक्ट्रोडपोजिशन द्वारा किया जा सकता है।

2) उपचार प्रक्रिया सरल है, और इसे केवल धारा और वोल्टेज के नियंत्रण मापदंडों को इनपुट करके पूरा किया जा सकता है।

3) उच्च प्रयोज्यता, कोई अभिकर्मक जोड़ने की आवश्यकता नहीं है, और इसे केवल आयन एक्सचेंज द्वारा पूरा किया जा सकता है।
टाइटेनियम आधारित उच्च एनोडिक संक्षारण स्थिरता और उत्कृष्ट भौतिक और रासायनिक गुण हैं। सीवेज उपचार में, टाइटेनियम धातु का उपयोग मूल रूप से मैट्रिक्स के रूप में किया जाता है, अर्थात, आयामी स्थिरता टाइटेनियम एनोड, जो कुल फेनोलिक यौगिकों, टीओसी, अवशोषण और विषाक्तता की कमी को बढ़ावा दे सकता है। साथ ही, इसमें बड़े विशिष्ट सतह क्षेत्र, मजबूत उत्प्रेरक क्षमता, कम नुकसान और संक्षारण स्थितियों के तहत मजबूत स्थिरता के फायदे हैं। इसका व्यापक रूप से सीवेज उपचार के क्षेत्र में उपयोग किया गया है।

3. धातुकर्म उद्योग
पारंपरिक सीसा मिश्र धातु इलेक्ट्रोड में उच्च ओवरपोटेंशियल होते हैं। ऑक्साइड-लेपित सामग्री (OCA) बैटरी वोल्टेज को कम कर सकती है और सीसा मिश्र धातु कैथोड की शुद्धता में सुधार कर सकती है, इसलिए उन्हें धातुकर्म उद्योग में इलेक्ट्रोड के रूप में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। हालांकि, इलेक्ट्रोलिसिस प्रक्रिया के दौरान जंग के कारण, उत्पाद आसानी से सीसे से दूषित हो जाता है, और उच्च क्लोराइड की उपस्थिति सीसा एनोड के उपयोग को प्रतिबंधित करेगी। मेरे देश में ऊर्जा संरक्षण, पर्यावरण संरक्षण और कार्बन तटस्थता निर्देशों के जारी होने के साथ, इलेक्ट्रोड सामग्री के रूप में प्लैटिनम, सोना, पैलेडियम और सीसा मिश्र धातु ग्रेफाइट इलेक्ट्रोड जैसी कीमती धातुओं को धीरे-धीरे समाप्त किया जा रहा है।

जैसा कि शोध में पाया गया है, Ti, Si-C, Al, और Pb सभी को एनोड के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है। Ti, जिसे "21वीं सदी का एल्युमिनियम" कहा जाता है, में उत्कृष्ट व्यापक गुण हैं, जैसे कम घनत्व, संक्षारण प्रतिरोध और उच्च जैव-संगतता। यह सबसे अधिक इस्तेमाल किया जाने वाला एनोड (OCA, DSA) सब्सट्रेट है। टाइटेनियम-आधारित एनोड में कम लागत, उच्च शक्ति, कम ऊर्जा खपत, स्थिर और कुशल इलेक्ट्रोलाइटिक इलेक्ट्रोड प्रतिक्रिया के फायदे हैं, और वास्तविक उत्पादन में इनका उपयोग तेजी से किया जा रहा है।

4. इलेक्ट्रोप्लेटिंग उद्योग
टाइटेनियम एनोड को आयामी रूप से स्थिर एनोड (DSA) कहा जाता है, इसका कारण यह है कि इनमें लेड एनोड और ग्रेफाइट इलेक्ट्रोड की तुलना में बेहतर संक्षारण प्रतिरोध होता है, और इलेक्ट्रोलिसिस प्रक्रिया के दौरान इलेक्ट्रोलाइटिक घोल के साथ प्रतिक्रिया करके अपना आकार और आकार बदलना आसान नहीं होता है। यह एनोड विभिन्न इलेक्ट्रोप्लेटिंग औद्योगिक अनुप्रयोगों की आवश्यकताओं को पूरा कर सकता है, जैसे: धातु जस्ता, कोबाल्ट, निकल, तांबा, तांबे की पन्नी बनाने के लिए एसिड कॉपर प्लेटिंग, मुद्रित सर्किट बोर्ड (पीसीबी), संतुलित एनोड, क्रोमियम की त्रिसंयोजक इलेक्ट्रोप्लेटिंग, आदि।

इलेक्ट्रोप्लेटिंग उद्योग में, टाइटेनियम एनोड में आम तौर पर दो भाग होते हैं: टाइटेनियम धातु सब्सट्रेट और सक्रिय ऑक्सीकरण कोटिंग। आम तौर पर, आधार धातु में एक ही धारा वहन करने की क्षमता होनी चाहिए, जैसे कि टाइटेनियम (Ti), टैंटलम (Ta), ज़िरकोनियम (Zr), नियोबियम (Nb), आदि। बाद के तीन महंगे हैं, प्रक्रिया के लिए जटिल हैं और उनका कोई उपयोग मूल्य नहीं है। इसलिए, Ti अपनी सरल निर्माण प्रक्रिया, अच्छे संक्षारण प्रतिरोध, उच्च यांत्रिक शक्ति और कम ओवरपोटेंशियल के साथ सबसे अधिक इस्तेमाल किए जाने वाले इलेक्ट्रोड मेटल मैट्रिक्स बन गया है। टाइटेनियम एनोड एक संसाधन-बचत और हरित-अनुकूल सामग्री भी है जो वर्तमान राष्ट्रीय नीतियों की आवश्यकताओं को पूरा करती है।

संक्षेप में, टाइटेनियम एनोड का व्यापक रूप से उपरोक्त उद्योगों में उपयोग किया जाता है, और वास्तविक उत्पादन और अनुप्रयोग वर्तमान उद्योग में अग्रणी स्थिति में हैं। टाइटेनियम एनोड में उत्कृष्ट संक्षारण प्रतिरोध, अच्छी इलेक्ट्रोकैटलिटिक गतिविधि, उच्च दक्षता है, विभिन्न जटिल और बदलते कार्य वातावरणों के अनुकूल हो सकता है, कम कीमत, संसाधन की बचत, 5-10 वर्षों तक की सेवा जीवन और पर्यावरण के लिए कोई प्रदूषण नहीं है।