鈦基二氧化錳涂層的特性之陽極電位

　　由于鈦的電導率低（為銅電導率的 3.1%），基體厚度為8～10mm 時，鈦基體的電位降為 50～70mV。Mn02涂層的厚度為1~2mm 時，在運轉 10～15 天后，氧化物中氧的含量從 MnO1.87變化為 MnO1.96，同時電流載體（電子）量減少，二氧化錳電阻增加到原來的 1. 5 倍，此時的電位降為 20～40mV。最主要的是鈦基體和 MnO2涂層之間的接觸電阻造成 Ti/ MnO2陽極的陽極電位高于 PbAg 陽極，如圖 3-3 所示，高約 0.1~0.2V。鈦基體和MnO2涂層接觸面中的電阻增加是由于擴散的氧對鈦的氧化而引起的，由于氧化鈦和二氧化錳的電子逸出功不同，因此在氧化鈦中會生成貧化層，貧化層的厚度取決于氧化鈦的電子逸出功和導電率的比例。陽極極化過程中，二氧化錳中的氧含量增加促使二氧化錳的電子逸出功增加，這會引起接觸物體中電子的重新分配，并引起貧化層厚度增加，從而導致電極陽極電位升高。

　　圖 3-3 在電流密度為 500A/㎡時 TV/MnO2陽極電極電位

　　隨時間的變化（1mol/L H2S04，25～30℃）

　　1一無中間層；2—鉑 1.5μm；3一化學熱處理法制取的 TiN；

　　4—爆炸復合法涂敷的 TiN；5—PbAg 陽極

　　防止接觸電阻增加比較好的方法是使用鍍鉑的鈦，但鍍鉑要使用昂貴的鉑。其他方法是在基體表面生成鈦和非貴金屬的化合物，特別有效的是鈦和氮生成的化合物（TiN），即鈦基體和純氮在 900～1000℃下化學熱處理 2h，但鈦基體可能變形和氧化。而可靠和有前途的是使用爆炸復合法、等離子噴涂法和離子氮化法涂敷氮化鈦。

　　有中間層的 Ti/MnO2陽極電位低于 PbAg 陽極的，低約0.15~0.2V，且在運轉過程中幾乎不變化。

　　過電位

　　電極反應的催化活性通常根據交換電流密度 i0的大小進行判斷，但是，對于析氧反應，一般來說 i0很小，所以在多數情況下是用一定電流密度下的過電位的大小進行比較。

　　二氧化錳電極和各種電極材料的氧過電位值見表 3-2。

　　表3-2 1mol/ L KOH 中各種電極的氧過電位過電位

　　從表 3-2 中數據可以看到，Ti/RuOx/MnOx電極的氧過電位比較低，與 TVRuOx電極和 Ti/IOx電極接近，遠遠低于鉑、石墨、鉛電極。