¿Por qué se utilizan ánodos de titanio activado para la producción de clorato?

¿Por qué se utilizan ánodos de titanio activado para la producción de clorato?

Los electrodos de titanio recubiertos de Ru02/Ti02 son ahora un material de ánodo único utilizado en todo el mundo para celdas de electrólisis de cloro cáustico, clorato y agua de mar. Millones de toneladas por año de la producción total de cloro emplean ánodos de titanio activados catalíticamente.

Además, hay procesos industriales que necesitan electrocatalizadores aún más selectivos para proporcionar la máxima eficiencia. La producción de clorato y la electrólisis del agua de mar también necesitan ánodos de titanio activados.

En una celda de clorato, las especies de hipoclorito se someten a una conversión química en clorato que proporciona la máxima eficiencia de corriente. Evolución del oxígeno por electrólisis del agua. Los potenciales reversibles para la descarga de cloro y oxígeno están muy juntos, por lo que se necesita un electrocatalizador selectivo para suprimir la reacción proporcionando un alto sobrepotencial de oxígeno. Además, el catalizador debe resistir la corrosión a alta densidad de corriente anódica en soluciones que contienen cloruro, cloro e hipoclorito.

Los catalizadores de óxido suelen producir oxígeno más fácilmente que el metal desnudo correspondiente. El rutenio es uno de los metales preciosos menos costosos y más disponibles, y su óxido mezclado con titanio (Ru02 / Ti02) es un catalizador altamente activo para la evolución del cloro, a la vez que es bastante duradero. Por esta razón, se ha empleado ampliamente para recubrir ánodos de titanio.

Los iones de cloruro inhiben la formación de óxidos superficiales en los metales del grupo del platino al ser adsorbidos en la superficie, con la excepción del platino en sí, que forma óxidos superficiales y, por lo tanto, exhibe una mayor polarización anódica. Entre los metales básicos, el estaño tiene un notable sobrepotencial, pero se corroe en soluciones que contienen hipocloritos. Sin embargo, se espera que un compuesto de paladio y estaño (PdSn2) proporcione selectividad (alto sobrepotencial de oxígeno) y una menor tasa de corrosión.

La capacidad de los iones de metales de transición para formar un enlace covalente con una superficie metálica, lo que conduce a altas coberturas y bloqueo parcial de la superficie. Se sabe que los iones de fosfato se adsorben en el paladio y, por lo tanto, podrían contribuir a su selectividad como catalizador. El paladio en sí mismo podría ser el único electrocatalizador, pero el RuOdTi02 es más barato, más activo y más resistente a la corrosión. Así, se ha optimizado un recubrimiento compuesto de Ru02/Ti02 y PdSn2 como catalizador selectivo aniónico para celdas de clorato y electrólisis de agua de mar.