金属阳极涂层的析氧电位.pdf

氯碱工业一 九 九六年第八期金属阳极涂层的析氧电位霍春光中国化工装备总公司金属阳极质量检测中心摘要以金属阳极涂层的析氛电位检侧方法 为基础,在进行部分改变后,对金属阳极的析氧电位进行检侧。在十几个金属阳极生产修复单位,实际生产的金属阳极产品抽取的试样中,以对几十个试片的析氧电位检侧结果为依据,进行分析讨论,给出了不同涂层的析氧极化情况,析氧电位和析氧析氮电位差 的统计情况。同时证明,甘汞电极也可以做为金属阳极涂层析氧电位检侧的参比 电极。关键词金属阳极析氧电位极化曲线涂层金属阳极涂层 的析氧 电位是衡量金 属阳极质量的一个极其重 要 的技 术指标,它直接关系到产品 的 质量,是金 属阳极应 用单位非 常关心的一项指标。然 而 在一隔膜法电解槽金属 阳极涂层标准 中,此项指标却没有列人,因 为当时没有一套稳定可靠,可应 用于 实际检测工作的测试技术和检测装 置,只得暂时将它排列在外。可是,有些金属阳极 的研究、应用单位在进行委 托分析时,也要 求 对 析 氧 电位进行检测。以前,很多文献都涉及到析 氧 电位,对其进行分析、研究,但是,涉及到 具体的检 测部分就很少了。本文是以金属 阳极涂层的析 氧电位的检测为出 发点进行探讨,为今后 全 面进行金属 阳极涂层析氧 电位 的检测提供一 定的参考。试验装置检侧体 系目前,一型金属阳极涂层电化性能 测试仪已在全国研究、生 产修复金 属阳极单位中广泛应用,并且,析氯电位 的检测方法已得到了检测人员 的普遍欢迎。考虑到析氧 电位测试技术 推 广普及的需要,以及电化性 能测试仪已广泛应 用 的实际情况,金 属阳极涂 层 析 氧 电位的检测装置 就以析氯 电位 检测装置为草 础,进行部分改变后,进行析氧电位的检测。也就是,析氧电位的试验装置也采用 由极化回路和测量回路组成的三电极、两回路、形 电解槽的检测体系。极化回路由研究阳极、辅助 电极组成,为电解槽供电。测量回路由研究阳极、参比电极组成,完成检测任务。形 电解槽中间通道加有滤片,使介质能有规地流动,减少倒流。即金属阳极涂层析氧电位的测定与析氯电位的测定在检测体系上是完全相同的。参比电极在进 行析氯 电位 检 测 时,电解 质 为饱和溶液,参比电极 为饱和甘汞 电极。电极的结构形式 为旧固饱和溶液在进行析氧 电位检测时,电解 质为稀硫酸。在硫酸系统 中,应选用汞一硫酸亚汞参比电极,而汞一硫酸亚汞 电极有以下两种结构形式【固旧溶液,、固饱和溶液硫酸溶液的汞一硫酸亚汞 电极可以采用不同的硫酸浓度来满足 不同的需要。但是,饱和硫酸钾溶液的汞一硫酸亚汞 电极 的硫酸钾溶液浓度 容易掌握,性 能相 对硫酸溶液的汞一硫酸亚汞电极稳 定因此,在检测时,选用饱和硫酸钾溶液的 汞一硫酸亚汞 电极做为参比电极将更合适。一九九六年第八期氛碱工业甘汞电极和汞一硫酸亚汞电极都是参比电极,但是,它们分别用在不同的介质体系中。然而,饱和氯化钾甘 汞 电极性 能稳定,应 用广 泛,若能应用 于析 氧电位的检测,将更便于与析氯电位的 比较。检测方法的稳定性和重现性试验条件,温度士,介质为的,参比电极为汞一硫酸亚汞 电极,在电流密 度刀“下 电解,测得结 果 如 表和表所示。表连续电解析氧电位变化洲赢氰器,念 惫黔 撬子薰器器表不 同涂层的析氯电位表多次检测的析氧电位撬撬撬平均均沪沪必一一一进黔一溃焉糕十等产极化率一一 一。对于金 属阳极涂层的析氧电位,由于没有列入标准中,检测工作没有全面开展,没有完整的统计情况。表是从十 几个生产修复 金属阳极单位实际生产的金属 阳极产品抽取 的试样中,对几十 个不同涂层 的金属阳极试片的析氧 电位检测 的平均结果。图和图是从这些试片 中,选取的不 同涂 层 中接近平均结果 的试片,在不同坐标系 的析氯和析氧极化曲线。上面电位较高的三条曲线是析氧极化曲线,电位值已换算为相对甘汞电极 的电位 试验条件,温度士,介 质 为的硫酸,参比电极为硫酸亚汞电极一卜面电位较低的三条 曲线是析 氯极化曲线,试 验条件,温度士,介质为饱和氯化钠,参比电极为甘汞电极。表不 同涂层的析氧 电位从表中可以看出,在 电解 的初期,由于研究阳极、电解液等都没有稳定,析氧电位变化很大在经过一 定时 间 电解后,研究阳极、电解 液等逐渐趋于稳 定,所以,析氧 电位 也 就 稳 定了。从整 个过程来看,当各方面都平 衡以后,检测结果的稳定 性是很好的。表显示 的析氧 电位有一 些 波 动,最大偏差达。从试验的过程来看,这种 偏差主 要还是 由于检测技术掌握 的不同造成的,当然,也有其它 因素的影响,如读数时间等。听以,在进行金 属 阳极涂层 的析氧 电位 检测时,只要比较准确地掌握检测技术,严格检测操作要求,检测结果就将有比较好的重现性。同时也证 明所选用的参比电极是 正确的。析氧极化和析氧析氯电位差目前,我国金 属阳极 涂 层 主要有一、一一和一一三种。这 三种涂层析氯电位的质量水平统计情况列于表中,而有些金属阳极的质量还要优于表。涂涂层种类类一一一一一必必叭叭一气从图和图可看出在电流密度时,一必坐标系中的三种涂层 的极化 曲线 接近线性,即必,也就是呈半对数关系。在电流密度。时,一必坐标系中的极化曲线具有很好的线性,即沪戈。也 就是说,当电流密度增大到一定值后,电流密度的变化对电位值的影 响增大,在一必 曲线中就 表 现 为曲线向高电位方 向翘起,析氯电位的变化要 比析 氧电位变化大。在电流密度“时,析氧极 化曲线 的斜率比析氯极化曲线斜率略大些,而在电流密 度“时,析 氯极 化 曲线的斜率比析氧极化曲线的斜率大。对于 不同涂层的金属阳极曲线 的斜率也有 差 别,在 电流 密度“时,一一涂层极化曲线 斜 率氯碱工业一九九六年第八期仍、岁卜一抓津爪一一认裔雪一一之图不同涂层的析氯析氧极化 曲线相对较小,一一和一涂层极化 曲线斜率接近在电流密度“时,三种徐层的极化 曲线斜率比较接近。电位值的大小 受涂 层的组 份和 生产工艺的影 响是很大的。在 一般 情 况下,析 氯电位受到的影 响比析氧电位大析氯电位按照一一、一、一一的 顷序 由大到小。析氧 电位的情况是,一一涂 层 较高一和一一涂 层比较 接 近,在 电流密度“时,一一 工涂层较 高,在 电流密度“时,一涂层较高。不同涂层间的析氯 电位差 比析氧电位差小。对于金 属阳极来说,不仅要看析氧电位的大小,更重要的是看析氧析氯电位差 的大小。现在,一般金 属阳极的析氧析氯电位差可达到大于 巧。不同涂层 组份和生产工 艺 的金属阳极,析氧析氯电位差具有较大的差别,图中显示的析氧析氯电位差,按 照一一、一、一一的 顷序从大 到小排 列,但是,一一与一涂层比较接 近。在电流密度“左右时,析氧析氯电位差最大,电流密度较高时,析氧析氯电位差将减小从以上分析可以看 到,实际生产中 电流 密度选 在“左右,从电位 的 角度 来 说 是合理的,这时 的析氯电位比较适宜,析氧析氯 电位差相对比较 大。当然,这 些只是 从质髦检测分析中得出的结论,在实际工业生产 中,还要受到其它因素的影 响。图不同涂层析氯析氧极化曲线以上这些虽然是从特定的金属阳极 中得出的结论,然而,它更接近于统计结果。但是,由于对金属 阳极涂层的析氧电位所统计的数据还不是 很多,有可能没有准确地反 映 出各种 涂层的析氧 电位情况,造成一定的偏差,这有待于积累数据达到一定程度后,再进行修正。参比电极的选择试验的目的是考查能否应用甘汞 电极做为金属阳极涂 层析 氧 电位 检 验 的参比电极。在时,饱和硫酸钾 溶液 的汞一硫 酸亚 汞电极的电极 电位 为饱和氯化钾溶液的甘汞 电极 的电极 电位 为、咬两 种参比电 极 间 的 电 极 电位差 为。实际测得两种参比电极间的电极 电位差 为士士走。在检验时,参比电极 硫酸亚汞 电极和甘汞电极 与电解 质之 问均采用饱和硫酸钾盐 桥进行过渡参比电极、盐桥和电解 质构成 如 下 形式硫酸亚汞电极一入、桥一、包解 质艺甘汞电极一,桥电解质这样,无论是使用哪一种 电极做为参比电极,都可以保证,在任何界面的两侧都有 同一种离,从而消除了界面电位的影响。一 九九六年第 八期氯碱工业表是分别使用饱和硫酸钾溶液的汞一硫酸亚汞电极和饱和氯化钾溶液的甘汞 电极做为参比电极,对同一试片析氧 电位的检测情况。表参比电极的对比刀沪沪沪硫酸亚汞汞队王王相相相对差差试验温度士,硫酸 亚汞和甘汞 电极间 的电极 电位差 为士。从表中可以看 出,在扣除两种 电极 间的 电极 电位差后,两种 电极所测得的析氧电位最大仅相差士。因此,甘汞电极和硫酸亚汞电极都可以做为析氧电位检测 的参比电极,所测得结果 的微小差异,有 可能是其它因素造成的,并且,这种微小差异对正确判断金 属阳极的质量性能是没有影响的。结论采用本方法测 定金属阳极涂层的析氧电位,稳定性高,具有一定的重现性。可以应用于具体检验工作中。对于 不同的涂层成份,析氧极化情况是不同的 在所抽取的试样 中统计的情况是,析氧电位总 的统计情况是按 照一一、一、一一的顶序从高到低 排列析氧 析氯电位差,一一涂 层 较大,一和一一涂 层比较 接近。在 电流密度澎时,一一涂 层的极化 曲线 斜率较小,一一涂 层 和一涂层的极化曲线斜率比较接近在电流密度“时,三种涂层的极化曲线斜率比较接近。在金属 阳极涂层析氧 电位检测 中,除选用硫酸 亚汞 电极做为参比电极外,也可以选用甘汞电极做为参比电极,但是,要选择正确 的桥路过渡。金属阳极涂层析氯电位测定误差的控制唐 义杰阜新 市化工设备厂摘要本文讨论了析氛电位测定过程中误差 的产生及消除。关键词金属阳极析氛电位误差金属 阳极涂层析氯电位是衡量电极质量的重要指标,析氯电位的高低直接影 响到 电解 反应的进行和电能的 消耗。在电极使用 过 程 中,通过 电位测定同时 可以反映电极 的活性状况,因而析氯电位也是判 断电极是否需要修复 的重要参数。这就要求我们检测人员在测定析氯电位时一定要做到精益求精,不得一 丝一毫的失误。虽然析氯 电位检测 原 理并不复 杂,但是 要准确测 定还是不太容易 的。在 检测工作中,在设备运行过程中,一寸于 任何 一 个工作 系统、工作程序都不能出现 差错金属阳极涂层 析 氯电位 检测 过程 中,发现存在着以下几个方面容易引入差错阳极钦板 与 电源相 连接的线柱、螺 丝、导线等金属制品锈蚀产生附加 电阻造成误差。阴阳极之 间在运行 一段时间存在电势差,使测量值增大产生误差。阳极样 片在阳极卡簧上 的 角度对电位有影响,有时产生误差。我们对这些 可 能 出现 的误 差进 行了控 制,目的是 减少它们对析氯电位的影响,以提 高检测数据的准确性。检测系统 内存在的微小误差是多方面的,其中最 主要 的是一些金属制品,特别是铁制品等螺丝、接线柱及导线等,容易发生 氧化。