No domínio da eletroquímica, as reações eletroquímicas envolvem o movimento da região da superfície do eletrodo acompanhada por reações catalíticas heterogêneas, semelhantes aos fenômenos observados na catálise química. Referido como eletrocatálise, este processo abrange a alteração das taxas e tipos de reação do eletrodo dependendo dos materiais do substrato do eletrodo dentro de um eletrólito específico, sob condições de sobrepotencial equivalentes. A escolha de materiais de eletrodo apropriados serve como um meio eficaz para aumentar a eficiência das reações catalíticas eletroquímicas, uma vez que diferentes materiais de eletrodo podem induzir mudanças significativas na taxa de reação eletroquímica.
Uma aplicação notável do método eletroquímico reside no tratamento de matéria orgânica recalcitrante, onde compostos orgânicos não biodegradáveis podem ser convertidos em formas biodegradáveis. Como a taxa de conversão eletroquímica de compostos orgânicos é geralmente lenta, diversas estratégias são empregadas para melhorar o processo. Isso inclui aumentar o sobrepotencial do eletrodo, aumentar a área de superfície do eletrodo, selecionar materiais de eletrodo superiores e melhorar a estrutura do eletrodo.
Além disso, a pesquisa em eletrodos multicomponentes é importante em reações eletroquímicas. Por exemplo, o projeto de um ânodo Ti/SnO2·Sb2O3·MnO2/PbO2·MnO2 exemplifica o uso de eletrodos multicomponentes. A principal causa da falha do ânodo de titânio reside na difusão do oxigênio nascente produzido pela reação de evolução do oxigênio, levando à formação de um filme não condutor de TiO2 na superfície do titânio. Uma camada ativa de PbO2MnO2 é aplicada à superfície do eletrodo para ativar o ânodo. Além disso, para reduzir a difusão do oxigênio nascente para a superfície do titânio, uma camada intermediária de SnO2·Sb2O3·MnO2 é introduzida entre a matriz do eletrodo de titânio e a camada ativa. Este ânodo apresenta alta atividade eletrocatalítica e estabilidade eletroquímica durante o tratamento de águas residuais fenólicas.
O eletrodo de titânio serve como um componente crítico em máquinas de eletrólise de água, impactando diretamente na qualidade geral da máquina. A seleção dos eletrodos depende da natureza específica do trabalho envolvido. No campo do tratamento de água, os eletrodos metálicos devem atender a vários requisitos fundamentais:
Excelente condutividade elétrica.
Forte resistência à corrosão.
Robusta resistência mecânica e desempenho de usinagem.
Longevidade em operação.
Demonstrando bom desempenho eletrocatalítico.
Particularmente em processos de tratamento de água, como formação de água ionizada ácida e alcalina através da eletrólise da água, existem na água várias substâncias oxidantes potentes como O3, H2O2 e HCLO. Isto exige o uso de eletrodos funcionais especializados capazes de suportar tais condições. Após extensa pesquisa, nossa empresa desenvolveu um eletrodo de longa duração – o eletrodo revestido de titânio – projetado especificamente para tratamento de água. Este eletrodo consiste em um substrato de titânio puro revestido com óxidos de metais nobres do grupo da platina. Apresenta alto desempenho eletrocatalítico, excelente resistência à oxidação e condutividade elétrica superior.
As vantagens deste ânodo são as seguintes:
1. O titânio possui atributos como leveza, resistência notável, resistência à corrosão e resistência excepcional ao cloro úmido, superando outros materiais metálicos. Por exemplo, quando a eletrólise da água contém vestígios de cloreto, as placas de aço inoxidável são propensas a corrosão, resultando em menor vida útil do eletrodo. No entanto, o titânio não encontra tais problemas.
2. A inclusão de vários metais preciosos do grupo da platina no revestimento garante alta eficiência de corrente, condutividade superior, excelente desempenho eletrocatalítico, resistência robusta à oxidação, vida útil operacional estendida e eficiência energética.
3. Demonstra desempenho de polaridade favorável.
