【38页】贵金属表面改性钛阳极板材料工程化研究项目投资立项备案核准融资贷款申报资料.doc文档下载

水处理用钛阳极在工业用水的处理，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，基材腐蚀国内销售。

是将自来水通过过滤后，通过电解作用，在阴极区产生碱性离子水，在阳极区产生酸性离子水。

国内外过去的离子水生成器的阳极阴极均用钛镀铂电极。

钛镀铂电极价格昂贵，且奇缺钛镀铂极需从国外进口，关税特别高。

这样造成离子水生成器机价格高，难以在国内销售。

采用贵金属表面改性钛阳极板材料，可使电解槽处于高槽电压下操作，般电解槽工作电压为，产出优质的碱性铂电极价格昂贵，且奇缺钛镀铂极需从国外进口，关税特别高。

这样造成离子水生成器机价格高，难以在国内外过去的离子水生成器的阳极阴极均用钛镀铂电极。

是将自来水通过过滤后，通过电解作用，在阴极区产生碱性离子水，在阳极区产生酸性离子水。

部分内容简介血糖等的重要原因。

长期饮用碱性水饮料，会使人从酸性体质恢复到正常状态。

碱性离子水可直接治疗慢性下痢消化不良胃肠内常发酵胃酸过多等四种疾病，对其他现代病是通过改家庭用电解离子水生成器。

是将自来水通过过滤后，通过电解作用，在阴极区产生碱性离子水，在阳极区产生酸性离子水。

国内外过去的离子水生成器的阳极阴极均用钛镀铂电极。

钛镀铂电极价格昂贵，且奇缺钛镀铂极需从国外进口，关税特别高。

这样造成离子水生成器机价格高，难以在国内销售。

采用贵金属表面改性钛阳极板材料，可使电解槽处于高槽电压下操作，般电解槽工作电压为，产出优质的碱性离子水和酸性离子水，各方面性能可与钛镀铂电极相比。

且贵金属表面改性钛阳极板材料价格低廉，有利于国产化后。

电镀行业用钛阳极镀金镀金工艺过去使用钛镀铂电极，是价格昂贵，二是需要从国外进口，另外还存在两个问题把价金离子氧化成三价金离子，降低电流效率，氧化破坏柠檬酸缓冲剂，破坏镀液的稳定性。

采用贵金属表面改性钛阳极板材料可保持镀液稳定，镀件表面状态和钛镀铂电极的镀金件没有区别。

贵金属表面改性钛阳极板材料价格便宜，是钛镀铂价格的，且不需要进口。

镀铬镀铬通常采用铅基合金阳极。

在电镀过程中，铅电极表面容易生成导电性差的铬酸铅，使槽电压升高，严重时甚至造成阳极不导电。

正常生产时，必须定期进行刷洗，既因而增加了劳动强度，又污染了环境。

镀铬溶液由硫酸和铬酸配制而成，腐蚀性相当强镀耐磨铬时，电流密度很高，达。

这么苛刻电镀环境，般的电极材料是很难适应的。

而采用贵金属表面改性钛阳极板材料可最大限度便面以上问题。

水处理用钛阳极在工业用水的处理，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，试验结果表明的限制。

制备工艺采用溶液聚合方法，在多羟基醇的作用下，有机酸与金属离子形成螯合物，螯合物在加热过程中聚酯化，形成按化学计量比均匀分布的聚酯树脂，并在高温下获得贵金属氧化物涂层。

近年来，阳极制备方法随着新工艺和新技术的采用，又发展了些新的制备工艺，如电磁感应加热法，采用电磁感应加热使前躯体快速分解减少基体氧化，但耗时较长需小时。

激光加热法，采用激光器作为发热源，可大大缩短加热时间，极大减弱基体的氧化，但整个操作工艺控制参数较多，操作复杂，质量难以控制。

微波等离子体增强化学气相沉积，以及梯度功能氧化物钛阳极。

四项目主要技术内容和所要解决的技术问题项目主要研究内容本项目所采用的制备技术有独特的创新性，要实现相应目标和内容的关键在于对超声活化技术的控制，法合成工艺的控制，以及贵金属与其他活性元素体系的构架，热分解工艺的优化。

同时提出不同制备条件下的显微结构制备工艺的热力学和动力学对阳极材料性能的影响规律，得到性能优异的钛阳极材料。

具体研究内容如下金属钛基体材料的超声活化工艺刻蚀采用钛酸丁脂作为原料，以方法合成金红石型氧化团骨架材料，以及采用法制备纳米氧化钛，研究材料物相微观形貌制备工艺与晶体结构的强关联关系。

采用方法制备系列贵金属氧化物组元，分析贵金属个氧化物在温度影响下发生的组织变化以及制备溶液的性质对其性能结构的影响。

采用法制备其他活性元素如与贵金属的氧化物电极涂层材料，研究混合氧化物相结构的变化及相互影响规律，以及不同配比对阳极性能的影响。

研究采用上述方法获得的涂层材料与金属钛基体材料的组装工艺，同时采用电化学测试手段研究阳极材料在析氯和析氧条件下的电化学性能，分析其对催化性能的影响规律。

技术路线如下图所示技术路线技术方案技术关键的解决方案金属钛基体表面处理采用机械毛化工艺及超声刻蚀工艺超声声场的控制，以及刻蚀酸液的配方法制备贵金属，活性元素，以不同金属醇盐的制备配比控制金属钛基体毛化金属钛基体超声活化刻蚀调浆涂覆极板，烘干次热分解检验包装法制备涂层前躯体贵金属活性元素钛基化合物涂层前躯体及氧化钛的有机前躯体合成工艺调浆涂覆极将前躯体按不同配比进行调浆，并将浆体均匀涂覆在金属钛基体表面调浆工艺值控制，涂覆工艺，均匀度判断热分解与定温度气氛下进行热分解既能保证前躯体的分解和贵金属及活性元素的氧化物晶体生长，又能尽可能减弱对金属钛基体的氧化。

昆明珀玺金属材料有限公司在前期和昆明理工大学紧密合作。

开展了部分基础性研究，取得了定的实验结果，为本项目的实施奠定了基础，同时对相关实验室进行了改造，在原有部份小型实验设备的条件下，添置了小型气氛烧结炉等实验室用小型设备。

通过前期研究，目前达到小试阶段，已生产出样品并提供给相关厂家试用，各相关厂家都对其性能进行了相应的测定，对其给予了较高的评价。

该技术目前的主要缺陷是设备对于稍大批量中试生产需求的不适应。

需对中试生产设备进行设计制造。

另外其他相应配套工艺进行研究，主要解决反应效率涂层尺寸控制热分解温度确定等，确定贵金属修饰尽是钛阳极材料的最优化制备工艺，针对用户需求对其的各种性能指标与加工工艺参数之间的内在联系条件进行研究。

二拟解决的技术难点和创新点本项目的技术难点在于钛基材表面的活化，金属钛是活性金属，其表面有层致密的氧化钛薄膜，氧化钛薄膜晶型微观组织结构都将影响到后期贵金属与纯钛基材的结合，从而影响阳极材料的质量。

解决此难点的方法为超声活化技术引入金属钛基体刻蚀工艺，有效提高了活化刻蚀效率，降低了活化刻蚀工艺中的耗酸量，大大缩短了时间，方面可减少对环境污染的可能性，另方面提高了生产效率。

采用方法同时制备氧化钛贵