材料为主要组分的活性涂层，是世纪年代末发展起 来的种新型高效电极材料。钛阳极最早用于氯碱工业，现已广泛应用于化工 冶金电镀水处理环保海洋阴极保护等领域中。具体应用领域如下 氯碱工业用钛阳极 氯碱工业用钛阳极钛电极最早于年由意大利公司用于氯碱工业 生产中。目前，我国烧碱总生产能力为年，而美国等几个国家为 ，基本都使用钛阳极电槽。国产型钛阳极电槽每台需用钛材， 这样全世界氯碱工业用的钛电极便消耗钛材约，是条推广应用钛材 的有效途径，同时贵金属表面改性可有效提升金属钛材的深加工价值，可实现大产能和高利润。 电沉积提取有色金属用钛阳极阳 电沉积提取金属采用不溶性阳极，使经浸出净化处理的电解液中的待提取金 属离子在阴极还原，制得纯金属。电解冶金在湿法冶金工业中已经占有很大的比 重。采用电解冶金生产的有色金属有，等。电沉积提取 金属最大困难是选用合适的阳极材料。对阳极要求稳定耐蚀，可长期使用，对 阳极过程具有良好的电催化活性，以降低阳极反应的过电位和槽电压。近些年来 电沉积提取金属工业已广泛使用涂层钛电极，随着湿法冶金技术成为主流技术， 贵金属表面改性钛阳极板材料必将成为这领域的关键材料。尤其在以下几个方 面 氯化物溶液电积提取金属 氯化物溶液电积金属，工厂过去使用石墨阳极。石墨材料电阻大，因此电能消 耗大石墨阳极强度低，容易损耗，工作寿命短石墨污染阴极产品，很难获得 高纯金属。 氯化物溶液电解时，阳极上主要发生放氯反应。阳极上析出氯气，活性涂层最 主要的特性是氯过电位低，导电性能好，耐氯腐蚀性强，阳极使用寿命长。采用 贵金属表面改性钛阳极板材料可提高阳极氧化电位，有利于延长阳极工作寿命。 如在氯化钴溶液电积时，石墨阳极只能用几个月，而贵金属表面改性钛阳极板 材料工作寿命长达年。氯化钴溶液电积时，石墨阳极槽电压为，而涂层钛 阳极为，降低了。电流效率从提高到生产节省电 能，即节电。同时可使中含碳量降低，提高金属等级。在氯化镍溶液电积镍时，时涂层钛电极的氯过电位为，过电位值很小， 说明贵金属表面改性后钛电极电催化活性大大提高。 硫酸盐溶液电积提取金属 硫酸盐溶液电积金属般使用铅基合金电极，医院污水的处理，电镀工厂含氰废水的处理，以及发电厂 冷却循环水的处理中均要采用高性能的钛阳极材料，采用贵金属表面改性钛阳极 板材料可有效地净化处理，使阻垢率大于，除垢率大于或等于，杀菌率 大于，灭藻率，完全符合污水排放标准。 但钛阳极板材料仍存在诸多缺点，如采用高活性配方涂层在提高活性的同时， 阳极材料寿命大大降低再如贵金属元素用量大，造成阳极材料成本过高最后 是贵金属涂层和钛基材的结合力在复杂电场苛刻工况条件下急剧衰减，造成涂 层脱落，基材腐蚀。基于以上问题必须在钛阳极板材料的制备工艺进行改进。 自年代以后国内外对贵金属表面改性钛阳极板进行了深入的研究，围绕着 涂层材料性能寿命成本和中间层开展工作。在钛基材的活化处理工艺，贵金 属前躯体的筛查和合成，涂覆工艺优化，热分解机理和工艺等取得了很大的进展。 现阶段贵金属表面改性钛阳极板材料制备方法主要有物理气相沉积，化学气相沉积，电镀。涂覆烧结等等。其中涂覆烧结因工艺简单，设备较为通 用生产成本较低得以大规模生产应用，但是采用通常涂覆工艺及较高温度烧结 的工艺，很难获得涂层分布均匀，结合良好的阳极极板材料，极大地影响到其电 化学性能。 本项目采用用超声活化工艺对纯钛金属板材表面进行活化处理后，与贵金 属有机前驱体进行高效吸附，于惰性气氛下热分解。这种方法可有效地减少纯钛 消耗量，降低贵金属用量，降低热分解温度，提高贵金属和纯钛基材的结合力。 同时简化生产工艺，降低生产成本，是种经济高效的先进生产工艺，尽快对 这先进工艺的机理工程化参数进行深入的研究，尽早建立起具有定生产规 模的中试示范线显得极为迫切。 贵金属表面改性钛阳极板的研究属于高科技研究领域，这材料本身具有高 的附加值。发展这领域的研究，将填补我市在钛阳极板材料研究和生产的空白， 必将为金属钛材研究领域开拓新的方向。在我国工业经济布局已基本形成的情况 下，要振兴我市经济，进步发展我市的金属钛材深加工事业，只能发展具有高 附加值的高新技术产业，而贵金属表面改性钛阳极板正属于高新技术产业，这 产业的发展定会为我市的产业发展起到巨大的推动作用。 三国内外开发研究现状和发展趋势 阳极材料的发展大致经历了下几个阶段。世纪末，发明了人造石磨， 世纪年代，氯碱工业上都使用石磨阳极，其具有杂质含量少导电性能优良 化学稳定性强等有点，能完全抗氯腐蚀，但对析氯反应，石磨电极具有较大的 η，尤其是在阳极反应过程中，因析氧副反应导致氯气中含有氧气，消耗石磨， 使随使用时间的延长而逐渐提高。同时随着材料的消耗扩大了电极间距，提 高了，导致电解槽停止工作并耗费相当人力物力更换阳极，维护成本较高。 这种情况促使了工业上对具有较好电催化活性以及尺寸更稳定电极材料的要求。 年研究人员发现镀铂钛阳极导电性能和耐腐蚀性能都优于石磨电极，且金属 钛基材加工成型性能好，可适应不同随工况条件，同时表面的贵金属材料可大大 提高催化活性，降低η。同时也发现，贵金属在氯碱电解槽中的活性和稳定行 依然有待提高，且铂电极材料成本高，难以工业使用。荷兰人 提出了由合适的前驱体通过热分解方法之辈贵金属电极，试验结果表明在金属钛 基材的表面的成分并不是贵金属，而是贵金属的氧化物。年发明的钌钛 阳极材料在意大利公司实现工业化并命名为 目录 项目概述 二项目的背景和意义 三国内外开发研究现状和发展趋势 四项目主要技术内容和所要解决的技术问题 五项目的预期目标和技术经济指标 六项目的经济社会生态效益 七项目的前期研究基础与创新点 八项目的市场价值和竞争力分析 九项目的风险与控制机制分析 十项目的实施方案计划进度 十项目承担单位简况前年度的财务状况项目责任人和主 要承担人员的基本情况和专业简历 十二经费预算和资金来源 十三申请单位和有关部门单位意见 核准通过，归档资料。 未经允许，请勿外传, 项目概述 本项目主要内容是采用全新的制备技术制备具有广泛用途的贵金属表面改性 钛阳极板材料。其技术原理为采用超声活化工艺对纯钛金属板材表面进行活化处 理后，与采用法获得贵金属有机前驱体进行高效吸附，于惰性气氛下热分 解反应制备具有优良电化学性能的贵金属表面改性钛阳极板材料。该工艺的创新 点在于采用先进的超声活化技术，可有效地减少纯钛消耗量，法合成具有 高效吸附特性的贵金属有机前驱体，并有效搭配具有不同功能的其他活性金属与 贵金属配比，使贵金属有机前驱体与纯钛基板材料有效吸附，降低贵金属用量， 降低热分解温度，提高贵金属和纯钛基材的结合力。采用此工艺，与其它制备方 法相对比，其特点为基板纯钛消耗量小，仅为，贵金属与纯钛基材结合良好， 结合力高，无漏点，贵金属耗量小，阳极材料电化学性能优良，使用寿命长，是 种工艺简练成本低无污染的绿色制备工艺，尚未见相关报道。 本项目拟在已取得前期基础研究成果的基础上，进行工程化制备技术研究， 使技术更趋完善，同时建立条年产贵金属表面改性钛阳极板中试示范线， 同时考核贵金属表面改性钛阳极板电化学性能，结合性能，机械强度等有关指标， 使各项性能指标达到国内领先水平，并积极进行市场开拓推广贵金属表面改性钛 阳极板材料，创造产值万元的良好经济效益。 二项目的背景和意义 钛阳极板材料是电化学工业中得以大量使用的不溶性阳极材料，也称之为尺 寸稳定性阳极，即，它以金属钛为基体，表面涂敷 以贵金属氧化物或贵金属材料为主要组分的活性涂层，是世纪年代末发展起 来的种新型高效电极材料。钛阳极最早用于氯碱工业，现已广泛应用于化工 冶金电镀水处理环保海洋阴极保护等领域中。具体应用领域如下 氯碱工业用钛阳极 氯碱工业用钛阳极钛电极最早于年由意大利公司用于氯碱工业 生产中。目前，我国烧碱总生产能力为年，而美国等几个国家为 ，基本都使用钛阳极电槽。国产型钛阳极电槽每台需用钛材， 这样全世界氯碱工业用的钛电极便消耗钛材约，是条推广应用钛材 的有效途径，同时贵金属表面改性可有效提升金属钛材的深加工价值，可实现大产能和高利润。 电沉积提取有色金属用钛阳极阳 电沉积提取金属采用不溶性阳极，使经浸出净化处理的电解液中的待提取金 属离子在阴极还原，制得纯金属。电解冶金在湿法冶金工业中已经占有很大的比 重。采用电解冶金生产的有色金属有，等。电沉积提取 金属最大困难是选用合适的阳极材料。对阳极要求稳定耐蚀，可长期使用，对 阳极过程具有良好的电催化活性，以降低阳极反应的过电位和槽电压。近些年来 电沉积提取金属