في عالم الكيمياء الكهربائية، تتضمن التفاعلات الكهروكيميائية حركة منطقة سطح القطب المصحوبة بتفاعلات تحفيزية غير متجانسة، على غرار الظواهر التي لوحظت في الحفز الكيميائي. تشمل هذه العملية، التي يشار إليها باسم التحفيز الكهربائي، تغيير معدلات وأنواع تفاعل الإلكترود اعتمادًا على المواد الأساسية للإلكترود داخل إلكتروليت محدد، في ظل ظروف فرط الجهد المكافئة. يعد اختيار مواد الإلكترود المناسبة بمثابة وسيلة فعالة لتعزيز كفاءة التفاعلات الحفزية الكهروكيميائية، حيث يمكن لمواد الأقطاب الكهربائية المختلفة إحداث تغييرات كبيرة في معدل التفاعل الكهروكيميائي.
أحد التطبيقات الملحوظة للطريقة الكهروكيميائية يكمن في معالجة المواد العضوية المتمردة، حيث يمكن تحويل المركبات العضوية غير القابلة للتحلل إلى أشكال قابلة للتحلل. وبما أن معدل التحويل الكهروكيميائي للمركبات العضوية بطيء بشكل عام، يتم استخدام العديد من الاستراتيجيات لتحسين العملية. وتشمل هذه زيادة القدرة الزائدة للقطب الكهربائي، وتعزيز مساحة سطح القطب الكهربائي، واختيار مواد قطب كهربائي متفوقة، وتحسين هيكل القطب الكهربائي.
علاوة على ذلك، فإن البحث في الأقطاب الكهربائية متعددة المكونات مهم في التفاعلات الكهروكيميائية. على سبيل المثال، تصميم أنود Ti/SnO2·Sb2O3·MnO2/PbO2·MnO2 يجسد استخدام الأقطاب الكهربائية متعددة المكونات. السبب الرئيسي لفشل أنود التيتانيوم يكمن في انتشار الأكسجين الناشئ الناتج عن تفاعل تطور الأكسجين، مما يؤدي إلى تكوين طبقة TiO2 غير موصلة على سطح التيتانيوم. يتم تطبيق طبقة نشطة من PbO2MnO2 على سطح القطب لتنشيط الأنود. بالإضافة إلى ذلك، لتقليل انتشار الأكسجين الناشئ على سطح التيتانيوم، يتم إدخال طبقة متوسطة من SnO2·Sb2O3·MnO2 بين مصفوفة قطب كهربائي التيتانيوم والطبقة النشطة. يُظهر هذا الأنود نشاط تحفيز كهربائي عالي واستقرار كهروكيميائي أثناء معالجة مياه الصرف الصحي الفينولية.
يعمل قطب التيتانيوم كعنصر حاسم في آلات التحليل الكهربائي للمياه، مما يؤثر بشكل مباشر على جودة الماكينة بشكل عام. يعتمد اختيار الأقطاب الكهربائية على الطبيعة المحددة للعمل المعني. في مجال معالجة المياه، يجب أن تستوفي الأقطاب الكهربائية المعدنية عدة متطلبات أساسية:
الموصلية الكهربائية ممتازة.
مقاومة قوية للتآكل.
قوة ميكانيكية قوية وأداء الآلات.
طول العمر في العملية.
إظهار أداء التحفيز الكهربائي الجيد.
خاصة في عمليات معالجة المياه مثل تكوين الماء المتأين الحمضي والقلوي من خلال التحليل الكهربائي للمياه، توجد مواد مؤكسدة قوية مختلفة مثل O3 وH2O2 وHCLO في الماء. وهذا يتطلب استخدام أقطاب كهربائية وظيفية متخصصة قادرة على تحمل مثل هذه الظروف. بعد أبحاث مكثفة، قامت شركتنا بتطوير قطب كهربائي طويل الأمد - القطب المطلي بالتيتانيوم - المصمم خصيصًا لمعالجة المياه. يتكون هذا القطب من ركيزة من التيتانيوم النقي مطلية بأكاسيد المعادن النبيلة من مجموعة البلاتين. إنه يعرض أداء تحفيز كهربائي عالي، مقاومة ممتازة للأكسدة، وموصلية كهربائية فائقة.
مزايا هذا الأنود هي كما يلي:
1. يمتلك التيتانيوم سمات مثل الوزن الخفيف، والقوة الرائعة، ومقاومة التآكل، ومقاومة استثنائية للكلور الرطب، متفوقًا على المواد المعدنية الأخرى. على سبيل المثال، عندما يحتوي التحليل الكهربائي للمياه على كميات ضئيلة من الكلوريد، تكون ألواح الفولاذ المقاوم للصدأ عرضة للنقر، مما يؤدي إلى تقصير عمر القطب الكهربائي. ومع ذلك، التيتانيوم لا يواجه مثل هذه المشاكل.
2. إن تضمين مختلف المعادن الثمينة من مجموعة البلاتين في الطلاء يضمن كفاءة تيار عالية، توصيل فائق، أداء تحفيز كهربائي ممتاز، مقاومة قوية للأكسدة، عمر تشغيلي ممتد، وكفاءة في استخدام الطاقة.
3. يوضح أداء قطبية مواتية.
