貴金屬表面改性鈦陽極板材料工程化研究可行性研究報(bào)告

10打算類別：產(chǎn)業(yè)化科技推動(dòng)行動(dòng)鈦專項(xiàng)2010年度攀枝花市級(jí)應(yīng)用技術(shù)爭論與開發(fā)工程工程名稱：貴金屬外表改性鈦陽極板材料工程化爭論一、總論(一) 工程的主要內(nèi)容及技術(shù)原理簡述該工程屬于“材料的先進(jìn)制備、成型、加工技術(shù)及高性能產(chǎn)品技術(shù)制備具有廣泛用途的貴金屬外表改性鈦陽極板材料。其技術(shù)原理為承受超聲活化工藝對(duì)純鈦金屬板材外表進(jìn)展活化處理后，與承受Pechini法獲得貴金屬有機(jī)前驅(qū)體進(jìn)展高效吸附，于惰性氣氛下熱分解反響制備具有優(yōu)良電化學(xué)性能的貴金屬外表改性鈦陽極板材料。該工藝的創(chuàng)點(diǎn)在于承受先進(jìn)的超聲活化技術(shù)，可有效地削減純鈦消耗量，Pechini法合成具有高效吸附特性的貴金屬有機(jī)前驅(qū)體，并有效搭配具有不同功能的其他活性金屬與貴金屬配比，使貴金屬有機(jī)前驅(qū)體與純鈦基板材料有效吸附，降低貴金屬用量，降低熱分解溫度，提貴重金屬和純鈦基材的結(jié)合力。采用此工藝，與其它制備方法相比照，其特點(diǎn)為基板純鈦消耗量小，僅為1%，貴金屬與純鈦基材結(jié)合良好，結(jié)合力高，無漏點(diǎn)，貴金屬耗量小，陽極材料電化學(xué)性能優(yōu)良，使用壽命長，是一種工藝簡練、本錢低、無污染的綠色制備工藝，尚未見相關(guān)報(bào)道。本工程擬在已取得前期根底爭論成果的根底上，進(jìn)展工程化制備技術(shù)爭論，使技術(shù)更趨完善，同時(shí)建立一條年產(chǎn)100m25噸左右，同時(shí)考核貴金屬外表改性鈦陽極板電化學(xué)性能，結(jié)合性能，機(jī)械強(qiáng)度等有關(guān)指標(biāo)，使各項(xiàng)性能指標(biāo)到達(dá)國內(nèi)領(lǐng)先水平，并樂觀進(jìn)展市場開拓推廣貴金屬外表改性鈦陽極板材料。〔二〕〔三〕

目的和意義鈦陽極板材料是電化學(xué)工業(yè)中得以大量使用的不溶性陽極材料，也稱之為尺寸穩(wěn)定性陽極，DSA(dimensionallystableanode)20世紀(jì)60年月末進(jìn)展起來的一種型高效電極材料。鈦陽極最早用于氯堿工業(yè)，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于化工、冶金、電鍍、水處理、環(huán)保、海洋、陰極保護(hù)等領(lǐng)域中。但鈦陽極板材料仍存在諸多缺點(diǎn)，如承受高活性配方涂層在提高活性的同時(shí)，陽極材料壽命大大降低；再如貴金屬元素用量大，造成陽極材料本錢過高；最終是貴金屬涂層和鈦基材的結(jié)合力在簡單電場、苛刻工況條件下急劇衰減，造成涂層脫落，基材腐蝕?；谝陨蠁栴}必需在鈦陽極板材料的制備工藝進(jìn)展改進(jìn)。自80年月以后國內(nèi)外對(duì)貴金屬外表改性鈦陽極板進(jìn)展了深入的爭論，圍圍著涂層材料性能、壽命、本錢和中間層開展工作。在鈦基材的活化處理工藝，貴金屬前軀體的篩查和合成，涂覆工藝優(yōu)化，熱分解機(jī)理和工藝等取得了很大的進(jìn)展?，F(xiàn)階段貴金屬外表改性鈦陽極板材料制備方法主要有物理氣相沉積〔PV，化學(xué)氣相沉積〔CVD，電鍍。涂覆燒結(jié)等等。其中涂覆燒結(jié)因工藝簡潔，設(shè)備較為通用、生產(chǎn)本錢較低得以大規(guī)模生產(chǎn)應(yīng)用，但是承受通常涂覆工藝及較高溫度燒結(jié)的工藝，很難獲得涂層分布均勻，結(jié)合良好的陽極極板材料，極大地影響到其電化學(xué)性能。本工程承受用超聲活化工藝對(duì)純鈦金屬板材外表進(jìn)展活化處理后，與貴金屬有機(jī)前驅(qū)體進(jìn)行高效吸附，于惰性氣氛下熱分解。這種方法可有效地削減純鈦消耗量，降低貴金屬用量，降低熱分解溫度，提貴重金屬和純鈦基材的結(jié)合力。同時(shí)簡化生產(chǎn)工藝，降低生產(chǎn)本錢，是一種經(jīng)濟(jì)、高效的先進(jìn)生產(chǎn)工藝，盡快對(duì)這一先進(jìn)工藝的機(jī)理、工程化參數(shù)進(jìn)展深入的爭論，盡早建立起具有肯定生產(chǎn)規(guī)模的中試示范線顯得極為迫切。貴金屬外表改性鈦陽極板的爭論屬于高科技爭論領(lǐng)域，這一材料本身具有高的附加值。進(jìn)展這一領(lǐng)域的爭論，將填補(bǔ)我市在鈦陽極板材料爭論和生產(chǎn)的空白，必將為金屬鈦材爭論領(lǐng)域開拓的方向。在我國工業(yè)經(jīng)濟(jì)布局已根本形成的狀況下，要振興我市經(jīng)濟(jì)，進(jìn)一步進(jìn)展我市的金屬鈦材深加工事業(yè)，只能進(jìn)展具有高附加值的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)，而貴金屬外表改性鈦陽極板正屬于高技術(shù)產(chǎn)業(yè)，這一產(chǎn)業(yè)的進(jìn)展肯定會(huì)為我市的產(chǎn)業(yè)進(jìn)展起到巨大的推動(dòng)作用。相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域國內(nèi)外進(jìn)呈現(xiàn)狀、趨勢(shì)19世紀(jì)末，制造了人造石磨，2050年月，氯堿工業(yè)上都使用石磨陽極，其具有雜質(zhì)含量少、導(dǎo)電性能優(yōu)良、化學(xué)穩(wěn)定性強(qiáng)等有點(diǎn)，能完全抗氯腐蝕，但對(duì)析氯反響，石磨電極具有較大的Δη，尤其是在陽極反響過程中，因析氧副反響導(dǎo)致氯氣中含有氧氣，消耗石磨，使ΔVt隨使用時(shí)間的延長而漸漸提高。同時(shí)隨著材料的消耗擴(kuò)大了電極間距，提高了ΔVΩ，導(dǎo)致電解槽停頓工作并消耗相當(dāng)人力物力更換陽極，維護(hù)本錢較高。這種狀況促使了工業(yè)上對(duì)具有較好電催化活性以及尺寸更穩(wěn)定電極材料的要求1957年?duì)幷撊藛T覺察鍍鉑鈦陽極導(dǎo)電性能和耐腐蝕性能都優(yōu)于石磨電極，且金屬鈦基材加工成型性能好，可適應(yīng)不同隨工況條件，同時(shí)外表的貴金屬材料可大大提高催化活性，降低Δη。同時(shí)也覺察，貴金屬在氯堿電解槽中的活性和穩(wěn)定行照舊有待提高且鉑電極材料本錢高難以工業(yè)使用荷蘭人HenriBernardBear提出了由適宜的 前驅(qū)體通過熱分解方法之輩貴金屬電極，試驗(yàn)結(jié)果說明在金屬鈦基材的外表的成分并不是貴金屬，而是貴金屬的氧化物1968年Bear制造的釕鈦陽極材料在意大利Denora公司實(shí)現(xiàn)工業(yè)化并命名為DSA(DimensionallyStaleAnode)，這一制造被譽(yù)為影響二十世紀(jì)電化學(xué)工業(yè)的最宏大制造之一其特點(diǎn)為貴金屬氧化物RuO2比其貴金屬本身具有更好的導(dǎo)電性和催化性能，特別是耐腐蝕性能，自此以后其在氯堿工業(yè)、水處理、陰極保護(hù)等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。在此根底上開頭了現(xiàn)代電極材料的爭論和開發(fā)。工業(yè)上的成功運(yùn)用促進(jìn)了電極材料根底理論爭論的開展獨(dú)立存在于金屬鈦基材的外表，而是和鈦基材外表的氧化鈦以混合或者固溶的形式存在，試驗(yàn)結(jié)果說明金屬鈦基材外表的涂層的真實(shí)外表積相對(duì)幾何外表積要大的多，因而貴金屬氧化物的活性相對(duì)貴金屬材料要高得多?；诠I(yè)應(yīng)用的實(shí)踐閱歷和試驗(yàn)結(jié)果，提出了作為電極材料的六個(gè)根本要求：①具有良好的導(dǎo)電性；②對(duì)電極反響具有良好的活性；③對(duì)電極反響具有良好的催化選擇性；④具有良好的耐腐蝕性能和幾何尺寸穩(wěn)定性能；⑤機(jī)械強(qiáng)度和加工性能了好；⑥本錢低。而迄今為止工業(yè)中所使用的電極材料依據(jù)成分和構(gòu)造一般分為6大類：①碳系材料；②金屬材料；③金屬間化合物；④金屬氧化物；⑤聚合物；⑥復(fù)合材料。陽極是電解槽服役條件中最為苛刻的構(gòu)件，是電化學(xué)領(lǐng)域爭論的重點(diǎn)，其中貴金屬修飾的鈦陽極材料最受人矚目。自DSARuO2-TiO2為主要成分的貴金屬修飾鈦陽極材料在氯堿工業(yè)、水電解、濕法冶金、電鍍、電解煉鋁、電滲析、電泳等方面得到了廣泛的應(yīng)用。在使用過程中也表現(xiàn)出其缺點(diǎn)，主要為1、RuO2-TiO2對(duì)氧的過電位較低，使氧氯在電極處的電位差較小，因而電極的選擇、電解產(chǎn)生的氯氣中含氧氣的量較高〔到達(dá)％-4，導(dǎo)致電極電流效率降低，同時(shí)也直接影響到涂層的工作壽命。另外，釕含量較高?；诖?，更多的爭論工作集中于涂層配方，制備工藝、中間層的篩選，并取得了卓有成效的試驗(yàn)成果，目前爭論工作的重點(diǎn)和難點(diǎn)在于如何獲得可在強(qiáng)酸性介質(zhì)穩(wěn)定工作的鈦陽極材料，爭論工作主要著重以下幾個(gè)方面：1、活性配方篩查RuO2IrO2混合。同時(shí)，不同組分對(duì)氧氣的親和力是不同的，組合不同的閥金屬和貴金屬，可在較小的貴金屬濃度下提高陽極活性，降低貴金屬使用量。通過考察不同金屬在酸堿環(huán)境中的析氧極化行為可知，不同材料外表的析氧電流值相差可到達(dá)幾個(gè)數(shù)量級(jí)，在酸性溶液中Ru和RuO2NiCoO4陽極最正確。雖然Pt是最正確的析氫用電極材料，但其用在析氧上卻表現(xiàn)出很高的陽極過電位，一般認(rèn)為，貴金屬及貴金屬化合物的析氧催化活性挨次為：PdO＞RuO

＞IrO＞RhO＞Pt，但耐腐蝕性能卻是IrO＞RuO＞PdO，從活性角度看，2 2 2 3 2 2貴金屬不能少，為了提高穩(wěn)定性和電催化選擇性，添加元素涉及以下四類元素：貴金屬化合物鈦陽極析氯型金屬陽極，貴金屬氧化物為RuO2，由于RuO2具有很高的活性。在RuO2-TiO2和RuO2-SnO2鈦陽極中，RuO2為活性氧化物，起到電催化作用，而TiO2和SnO2作為關(guān)心氧化物，可穩(wěn)定RuO。但這兩種陽極材料在析氧領(lǐng)域的使用均告失敗，后來爭論覺察IrO具有雙中功用，2既能作為活性氧化物，又能穩(wěn)定涂層，如Ti-IrO、Ti-RuO-IrO、Ti-IrO-SnO

2、Ti-IrO-TaO等陽2 2 2 2 2 2 2 5Ti-IrO2-Ta2O5IrO2含量為70%，Ta2O5含量為30%1列出了一些氧化物對(duì)的標(biāo)準(zhǔn)平衡電極電位1金屬氧化物對(duì)的氧化復(fù)原電位低價(jià)氧化物低價(jià)氧化物/高價(jià)氧化物Ir2O3/IrO2Ru2O3/RuO2OsO2/OsO4Ni2O3/NiO2Co2O3/CoO2Rh2O3/RhO2PtO2/PtO3PdO2/PdO3E/V0.930.941.001.431.451.732.002.03基體金屬及其合金12、作為貴金屬氧化物的催化骨架；3、作為阻擋活性成分的中間層，防止基體鈍化失效。鈦金屬基材由于在金屬外表可自發(fā)形成了惰性的TiO2薄膜，并由此直接影響到電極的鈍化作用。從而使活性層電化學(xué)性能的退化，影響到電極的使用壽命。TiO2層的穩(wěn)定性和電化學(xué)性能取決于制備方法和基體狀態(tài)。通常承受三種技術(shù)處理鈦基材：1、機(jī)械拋光；2、HF-HNO3酸性溶液化學(xué)刻蝕；3、H2SO4/HFTiOx,TiOx與鈦基體的結(jié)合力要大，且與活性涂層結(jié)合嚴(yán)密，提高涂層抵抗氣體的沖刷力量，同時(shí)也可阻擋活性氧對(duì)鈦基體侵蝕。但較為沖突的是TiOx可使陽極的導(dǎo)電性能下降。Zr、Nb、Ta等金屬爭論覺察也可作為基體材料，但和金屬Ti爭論重點(diǎn)在于幾種金屬相互合金化對(duì)陽極材料性能的影響。稀土元素及其氧化物由于稀土元素在催化性能上的特性應(yīng)用爭論工作格外活潑?，F(xiàn)在共識(shí)是，在析氯過程中的電催化機(jī)理是變價(jià)貴金屬化合物在電極表面為活性中心，所用的稀土元素都將是良好的高溫析氯催化劑。增加可形成高價(jià)離子并具有導(dǎo)電性的中間層的氧過電位較高，析氧困難，同時(shí)又起到阻擋氧氣向基體集中和滲透，減慢了基體與活性層之間不導(dǎo)電氧化態(tài)膜形成的速度，延緩了基體的鈍化失活，使涂層工作壽命大大延長。在文獻(xiàn)報(bào)道中Sn-Sb氧化物、Sn-Sb-Mn氧化物、Sn-Ru-Mn氧化物，以及Nb-Sn氧化物作為中間層。制備工藝簡潔，使用效果明顯。2、涂層制備方法的爭論進(jìn)展流肯定，則單位反響面積上的電流密度就可降低，反響平穩(wěn)，陽極壽命長。而空洞越大越深，惰性面積就越大，電流擊中效應(yīng)明顯，導(dǎo)致陽極材料失活。因此，陽極涂層制備必需考慮如何提高真實(shí)反響面積和改善空洞分布，以提高電催化性能。熱分解制備技術(shù)前軀體溶解在適宜的溶劑中形成溶液，將溶液涂覆于預(yù)處理的鈦基體上，溶劑蒸發(fā)，于350-450℃分解，在金屬鈦基體上形成幾個(gè)微米厚的氧化物層。在熱分解過程中，金屬鈦基體外表被局部氧化形成一層薄的TiOx，隔離了基體金屬和涂層材料的連接，增大陽極電阻，影響到氧化物層的電化學(xué)行為和服役壽命，同時(shí)涂層成分和涂液配比不全都，導(dǎo)致涂層構(gòu)造成分分布不均勻，是局部涂層氧化物顆粒過度生長，限制了高性能陽極材料的開發(fā)。溶膠-凝膠法〔sol-gel〕sol-gel方法制備了超細(xì)RuO2-TiO2RuO2-TiO2-SnO2鈦陽極材料，承受此工sol-gel方法需在400℃下燒結(jié)，會(huì)生成銳鈦礦氧化鈦，急劇惡化陽極性能，也不行避開造成機(jī)體惡化sol-gel法需承受金屬醇鹽作為前軀體，而貴金屬醇鹽合成難度大，化學(xué)性質(zhì)活潑，易于水解沉淀，因而sol-gel法在實(shí)施中受到較大的限制。Pechini制備工藝中聚酯化，形成按化學(xué)計(jì)量比均勻分布的聚酯樹脂，并在高溫下獲得貴金屬氧化物涂層。近年來，陽極制備方法隨著工藝和技術(shù)的承受，又進(jìn)展了一些的制備工藝，如：電磁感應(yīng)加熱法electromagneticinductionheatin3-10小時(shí)。激光加熱法，承受CO2激光器作為發(fā)熱源，可大大縮短加熱時(shí)間，極大減弱基體的氧化，但整個(gè)操作工藝掌握參數(shù)較多，操作簡單，質(zhì)量難以掌握。微波等離子體增加化學(xué)氣相沉積，以及梯度功能氧化物鈦陽極?！菜摹?一)

有關(guān)本工程的現(xiàn)有工作根底和支撐條件該工程在昆明理工大學(xué)校重點(diǎn)基金的資助下已開展了近兩年的科研開發(fā)工作，搜集了近十年來有關(guān)鈦陽極材料的相關(guān)文獻(xiàn)，并結(jié)合實(shí)際的爭論工作做了詳盡細(xì)致的總結(jié)歸納，對(duì)鈦陽極材料的制備技術(shù)和進(jìn)呈現(xiàn)狀及趨勢(shì)有較全面的了解。爭論工作主要集中于貴金屬氧化物涂層材料的制備與鈦陽極材料的性能構(gòu)造的強(qiáng)關(guān)聯(lián)關(guān)系，對(duì)貴金屬前軀體的形貌構(gòu)造、粒度分布，試驗(yàn)室制備工藝各項(xiàng)參數(shù)與電化學(xué)性能之間的內(nèi)在關(guān)系進(jìn)展了較為全面的爭論，取得了階段性的成果，所制備的小批量貴金屬外表改性鈦陽極材料已供給應(yīng)數(shù)家廠家試用，各項(xiàng)性能指標(biāo)完全滿足廠家提出的要求，這充分說明白該工藝是可行的。前期大量根底工作，為開展本工程奠定了良好的技術(shù)根底。二、工程實(shí)施方案工程到達(dá)的目標(biāo)及考核的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)1、根底爭論方面完成超聲活化工藝對(duì)純鈦金屬板材外表活化處理機(jī)理；Pechini法制備工藝參數(shù)對(duì)貴金屬有機(jī)前驅(qū)體性能構(gòu)造的影響；Pechini法獲得的貴金屬氧化物涂層和金屬鈦基體的結(jié)合機(jī)制2、材料技術(shù)指標(biāo)貴金屬修飾涂層厚度：＜5μm貴金屬耗量：＜5g/m2〔3〕熱分解溫度：＜500℃；〔4〕0.5mol/dm3HSO25400A/dm2，2 4(二)1.2.3.4.

[Cl-]=500ppm，貴金屬修飾鈦陽極材料壽命：＞100h涂層外表均勻3、示范線方面建立一條年產(chǎn)100m2貴金屬外表改性鈦陽極板中試示范線4、其它22篇以上。工程的主要爭論(開發(fā))內(nèi)容本工程所承受的制備技術(shù)有獨(dú)特的創(chuàng)性，要實(shí)現(xiàn)相應(yīng)目標(biāo)和內(nèi)容的關(guān)鍵在于對(duì)超聲活化技術(shù)的掌握，Pechini法合成工藝的掌握，以及貴金屬與其他活性元素體系的構(gòu)架，熱分解工藝的優(yōu)化。同時(shí)提出不同制備條件下的顯微構(gòu)造、制備工藝的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)對(duì)陽極材料性能的影響規(guī)律，得到性能優(yōu)異的鈦陽極材料。具體爭論內(nèi)容如下：金屬鈦基體材料的超聲活化工藝刻蝕；sol-gelPechini法制備納米氧化鈦，爭論材料物相、微觀形貌、制備工藝與晶體構(gòu)造的強(qiáng)關(guān)聯(lián)關(guān)系。承受Pechinei方法制備系列貴金屬氧化物組元R，IPd溫度影響下發(fā)生的組織變化以及制備溶液的性質(zhì)對(duì)其性能構(gòu)造的影響。承受Pechini法制備其他活性元素〔如Sn〕與貴金屬的氧化物電極涂層材料，爭論混合氧化物相構(gòu)造的變化及相互影響規(guī)律，以及不同配比對(duì)陽極性能的影響。 手段爭論陽極材料在析氯和析氧條件下的電化學(xué)性能，分析其對(duì)催化性能的影響規(guī)律?！踩吃囼?yàn)(開發(fā))規(guī)模及地點(diǎn)本工程依據(jù)自身工藝特點(diǎn)和目前市場容量以及本單位的市場開拓力量，擬建年生產(chǎn)規(guī)模為100m2的貴金屬修飾鈦陽極材料示范線，總投資60萬元。由于本工藝無污染，是清潔的生產(chǎn)工藝，同時(shí)考慮到原材料和產(chǎn)品運(yùn)輸?shù)染売?，建設(shè)地點(diǎn)定在攀枝花釩鈦科技園區(qū)。(四)主要技術(shù)關(guān)鍵及創(chuàng)點(diǎn)本工程的技術(shù)關(guān)鍵及創(chuàng)點(diǎn)在于，將超聲活化技術(shù)引入金屬鈦基體刻蝕工藝，有效提高了刻蝕效率，降低了刻蝕工藝中的耗酸量，大大縮短了時(shí)間，一方面可削減對(duì)環(huán)境污染的可能性，另一方面提高了生產(chǎn)效率。同時(shí)承受Pechini方法同時(shí)制備氧化鈦、貴金屬、其他活性金屬的混合涂層，一方面可大大提高涂層與金屬鈦基體的結(jié)合外表積，提高活性，另一方面可大大降低貴金屬的耗量。承受此工藝，與其它制備方法相比照，其特點(diǎn)為基板純鈦消耗量小，僅為1%，貴金屬與純鈦基材結(jié)合良好，結(jié)合力高，無漏點(diǎn)，貴金屬耗量小，陽極材料電化學(xué)性能優(yōu)良，使用壽命長，是一種工藝簡練、本錢低、無污染的綠色制備工藝，尚未見相關(guān)報(bào)道。(五)實(shí)施方案〔含技術(shù)路線、工藝流程及技術(shù)關(guān)鍵的解決方案〕技術(shù)路線如以下圖所示：活性元素活性元素鈦基化合物Pechini法制備涂層前軀體金屬鈦基體毛化金屬鈦基體超聲活化刻蝕熱分解檢驗(yàn)、包裝技術(shù)路線金屬鈦基體外表處理Pechini前軀體調(diào)漿涂覆極熱分解

技術(shù)方案承受機(jī)械毛化工藝及超聲刻蝕工藝鈦的有機(jī)前軀體合成工藝將前軀體按不同配比進(jìn)展調(diào)鈦基體外表解

技術(shù)關(guān)鍵的解決方案超聲聲場的掌握，以及刻蝕酸液的配方不同金屬醇鹽的制備、配比掌握pH既能保證前軀體的分解和貴金屬及活性元屬鈦基體的氧化。攀枝花學(xué)院格外重視貴金屬外表改性鈦陽極板材料的工藝的開發(fā)，于前期和昆明理工大學(xué)合作開展了局部根底性爭論，取得了肯定的試驗(yàn)結(jié)果，為本工程的實(shí)施奠定了根底，同時(shí)對(duì)相關(guān)試驗(yàn)室進(jìn)展了改造，在原有部份小型試驗(yàn)設(shè)備的條件下，添置了小型氣氛燒結(jié)爐等試驗(yàn)室用小型設(shè)備。通過前期爭論，目前到達(dá)小試階段，已生產(chǎn)出樣品并供給應(yīng)相關(guān)廠家試用，各相關(guān)廠家都對(duì)其性能進(jìn)展了相應(yīng)的測(cè)定，對(duì)其賜予了較高的評(píng)價(jià)。該技術(shù)目前的主要缺陷是設(shè)備對(duì)于稍大批量〔中試〕生產(chǎn)需求的不適應(yīng)。需對(duì)中試生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)展設(shè)計(jì)制造。另外其他相應(yīng)配套工藝進(jìn)展?fàn)幷?，主要解決反響效率、涂層尺寸掌握、熱分解溫度確定等，確定貴金屬修飾盡是鈦陽極材料的最優(yōu)化制備工藝，針對(duì)用戶需求對(duì)其的各種性能指標(biāo)與加工工藝參數(shù)之間的內(nèi)在聯(lián)系條件進(jìn)展?fàn)幷摗?六)技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)分析本工程所承受的工藝是自主開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)，貴金屬修飾金屬鈦陽極材料的制備工藝各項(xiàng)根底爭論工作在前期工作中得以深入爭論。小試結(jié)果已得到用戶的認(rèn)可，本工程是在試驗(yàn)室根底上解決規(guī)模化生產(chǎn)中的工藝、設(shè)備等的優(yōu)化和配套等問題。而且從目前來看，由于本工程中的關(guān)鍵技術(shù)尚未有相關(guān)報(bào)導(dǎo)，而且有前期深入的根底爭論，在國內(nèi)外同行中爭論開發(fā)保持領(lǐng)先地位，技術(shù)上不存在風(fēng)險(xiǎn)。(七)分年度的工作內(nèi)容、目標(biāo)任務(wù)一：20101～20106性試驗(yàn)，貴金屬及活性元素的選擇和相應(yīng)配方確實(shí)定，工藝參數(shù)優(yōu)化，相關(guān)設(shè)備選型、選購；任務(wù)二：20107～201012同時(shí)爭論大批量生產(chǎn)中影響質(zhì)量的各主要因素和對(duì)策。任務(wù)三：20111～20119建立在線檢測(cè)體系，標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)過程治理和質(zhì)量監(jiān)視治理。任務(wù)四：201110～201112驗(yàn)收和鑒定工作。(十一)有關(guān)本工程的國內(nèi)外學(xué)問產(chǎn)權(quán)狀況分析對(duì)近十年來相關(guān)文獻(xiàn)的檢索查，國內(nèi)外對(duì)貴金屬修飾鈦陽極材料的爭論方興未艾，形成了豐富的技術(shù)文獻(xiàn)，專利的申報(bào)、批準(zhǔn)率格外高，各國科研人員在此領(lǐng)域投入大量的精力和熱忱，目的是盡快形成占有技術(shù)領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)的態(tài)勢(shì)，從而在技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)上取得掌握地位。從目前進(jìn)展的現(xiàn)狀來看，在貴金屬修飾鈦陽極材料各項(xiàng)指標(biāo)中，尚未有誰取得實(shí)質(zhì)性的突破，處于群雄并起的局面。縱觀此領(lǐng)域，本工程中提出的工藝尚未見報(bào)道，通過本工程的實(shí)施，進(jìn)一步完善根底資料，樂觀申報(bào)制造專利，可形成自主學(xué)問產(chǎn)權(quán)。在此領(lǐng)域中爭得一席之地。三、市場分析(一)市場推測(cè)(含同類工程的國內(nèi)外市場狀況)貴金屬外表改性鈦陽極板材料由于其優(yōu)良的電化學(xué)性能和機(jī)械性能，可廣泛地在氯堿工業(yè)，化工，冶金，電鍍，水處理，環(huán)保，海洋，陰極保護(hù)等領(lǐng)域中應(yīng)用。具體分析如下：1、氯堿工業(yè)用鈦陽極1968DeNora公司用于氯堿工業(yè)生產(chǎn)中。目前，730×104t(1998年)，而美國等幾個(gè)國家為3000×104t，根本都使用鈦陽極電槽。國產(chǎn)30210kg，這樣全世界氯堿工業(yè)用的鈦電極便消耗鈦材約1.54×104t，是一條推廣應(yīng)用鈦材的有效途徑，同時(shí)貴金屬外表改性可有效提升金屬鈦材的深加工價(jià)值，可實(shí)現(xiàn)大產(chǎn)能和高利潤。2、電沉積提取有色金屬用鈦陽極陽電沉積提取金屬承受不溶性陽極，使經(jīng)浸出、凈化處理的電解液中的待提取金屬離子在陰極復(fù)原，制得純金屬。電解冶金在濕法冶金工業(yè)中已經(jīng)占有很大的比重。承受電解冶金生產(chǎn)的有色金屬有Zn，Cd，Cu，Mn，Co，Cr等。電沉積提取金屬最大困難是選用適宜的陽極材料。對(duì)陽極要求穩(wěn)定、耐蝕，可長期使用，對(duì)陽極過程具有良好的電催化活性，以降低陽極反響的過電位和槽電壓。近些年來電沉積提取金屬工業(yè)已廣泛使用涂層鈦電極，隨著濕法冶金技術(shù)成為主流技術(shù)，貴金屬外表改性鈦陽極板材料必將成為這一領(lǐng)域的關(guān)鍵材料。尤其在以下幾個(gè)方面：氯化物溶液電積提取金屬氯化物溶液電積金屬，工廠過去使用石墨陽極。石墨材料電阻大，因此電能消耗大；石墨陽極強(qiáng)度低，簡潔損耗，工作壽命短；石墨污染陰極產(chǎn)品，很難獲得高純金屬。氯化物溶液電解時(shí)，陽極上主要發(fā)生放氯反響。陽極上析出氯氣，活性涂層最主要的特性是氯過電位低，導(dǎo)電性能好，耐氯腐蝕性強(qiáng)，陽極使用壽命長。承受貴金屬外表改性鈦陽極板材料可提高陽極氧化電位，有利于延長陽極工作壽命。如在氯化鈷溶液電積Co時(shí)，石墨陽極只能用幾個(gè)月，而貴金屬外表改性鈦陽極板材料工作壽命長達(dá)4年。氯化鈷溶液電積時(shí)，石墨陽極槽電壓4.1V，而涂層鈦陽極為3.7V，降低了0。4V；電流效率從91.594％；生產(chǎn)1tCo節(jié)約電能400kW·h11%。同時(shí)可使Co中含碳量降低，提高金屬等級(jí)。在氯化鎳溶液電積鎳時(shí)，250A/m2時(shí)涂層鈦電極的氯過電位為0.1979V，過電位值很小，說明貴金屬外表改性后鈦電極電催化活性大大提高。硫酸鹽溶液電積提取金屬硫酸鹽溶液電積金屬一般使用鉛基合金電極，但在電解生產(chǎn)過程中，鉛陽極會(huì)溶解，既消耗陽極材料，又影響陽極工作壽命，而且溶解在溶液中的鉛會(huì)在陰極上析出，使金屬中鉛雜質(zhì)含量增高，降低了產(chǎn)品質(zhì)量。硫酸鹽溶液電積金屬時(shí)，陽極上主要產(chǎn)生氧氣?；钚酝繉幼钪匾奶匦允菍?duì)氧的電催化活性高，導(dǎo)電性能好，對(duì)氧的耐久性好，陽極工作壽命長。承受貴金屬外表改性鈦陽極板材料，在硫酸鎳溶液電積鎳時(shí)，鉛銀陽極的交換電流密度值為17.。9×10-7A/cm23.85×10-5A/cm2，交換電流值越大，則所需過電位越小，反響速度越高，說明電極電催化活性越高?？梢?，貴金屬外表改性鈦陽極板材料電催化活性大大優(yōu)于鉛銀陽極。與鉛銀陽極相比，槽電壓可降低0.5V，每生產(chǎn)1噸Ni節(jié)約電能485.72kW.h17.54％。(3)氯化物硫酸鹽混合溶液電積提取金屬氯化物硫酸鹽混合體系電解時(shí)，陽極上同時(shí)析出氯氣和氧氣，對(duì)陽極材料腐蝕格外嚴(yán)峻，與單一鹽類體系相比，陽極處于更苛刻條件下工作，從而對(duì)陽極材料提出了較高的要求，貴金屬表面改性鈦陽極板材料有利于抑制放氧反響的進(jìn)展，適合在氯化物硫酸鹽混合溶液電積金屬中使用，8～10個(gè)月，遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于其他陽極材料。)鈦陽極正常安康人體的酸堿度范圍為pH7.36—7.4〔這是人體進(jìn)展正常的陳代謝的必要條件。但隨著生活水平的高，人們食譜中酸性食物(魚、肉、蛋、糖、米與堿性食物(蔬菜、水果、牛奶等)的比例遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過正常比(1：2)。加之城市環(huán)境污染和生活節(jié)奏加快造成的精神張，使人體內(nèi)的酸堿度平衡系統(tǒng)失調(diào)，導(dǎo)致人形成酸性體質(zhì)。而酸性體質(zhì)，就是亞安康狀態(tài)，是導(dǎo)致現(xiàn)代病(高壓、高血脂、高血糖等)的重要緣由。長期飲用堿性水飲料，會(huì)使人從酸性體質(zhì)恢復(fù)到正常狀態(tài)。堿性離子水可直接治療慢性下痢、消化不良、胃腸內(nèi)常發(fā)酵、胃酸過多等四種疾病，對(duì)其他現(xiàn)代病是通過改家庭用電解離子水生成器。是將自來水通過過濾后，通過電解作用，在陰極區(qū)產(chǎn)生堿性離子水，在陽極區(qū)產(chǎn)生酸性離子水。國內(nèi)外過去的離子水生成器的陽極、陰極均用鈦鍍鉑電極。鈦鍍鉑電極價(jià)格昂貴，且奇缺；鈦鍍鉑極需從國外進(jìn)口，關(guān)稅特別高。這樣造成離子水生成器機(jī)價(jià)格30V下操作，一般電解槽工作電壓為3-4V，產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的堿性離子水和酸性離子水，各方面性能可與鈦鍍鉑電極相比。且貴金屬外表改性鈦陽極板材料價(jià)格低廉，有利于國產(chǎn)化后。4、電鍍行業(yè)用鈦陽極鍍金鍍金工藝過去使用鈦鍍鉑電極，一是價(jià)格昂貴，二是需要從國外進(jìn)口，另外還存在兩個(gè)問題：把一價(jià)金離子氧化成三價(jià)金離子，降低電流效率，氧化破壞檸檬酸緩沖劑，破壞鍍液的穩(wěn)定性。承受貴金屬外表改性鈦陽極板材料可保持鍍液穩(wěn)定，鍍件外表狀態(tài)和鈦鍍鉑電極的鍍金件沒有區(qū)分。貴金屬外表改性鈦陽極板材料價(jià)格廉價(jià)，是鈦鍍鉑價(jià)格的1／3，且不需要進(jìn)口。鍍鉻鍍鉻通常承受鉛基合金陽極。在電鍍過程中，鉛電極外表簡潔生成導(dǎo)電性差的鉻酸鉛，使槽電壓上升，嚴(yán)峻時(shí)甚至造成陽極不導(dǎo)電。正常生產(chǎn)時(shí)，必需定期進(jìn)展刷洗，既因而增加了勞動(dòng)強(qiáng)度，又污染了環(huán)境。鍍鉻溶液由硫酸和鉻酸配制而成，腐蝕性相當(dāng)強(qiáng)；鍍耐磨鉻時(shí)，電流密度很50A/dm2。這么苛刻電鍍環(huán)境，一般的電極材料是很難適應(yīng)的。而承受貴金屬外表改性鈦陽極板材料可最大限度便面以上問題。5水處理用鈦陽極在工業(yè)用水的處理，醫(yī)院污水的處理，電鍍工廠含氰廢水的處理，以及發(fā)電廠冷卻循環(huán)水的處理中均要承受高性能的鈦陽極材料，承受貴金屬外表改性鈦陽極板材料可有效地凈化處理，使94％，除垢率大于或等于9497100％，完全符合污水排放標(biāo)準(zhǔn)。(二)本工程的市場競爭優(yōu)勢(shì)、風(fēng)險(xiǎn)及市場策略1、市場競爭優(yōu)勢(shì)由于本工程所承受的制備工藝是具有自主學(xué)問產(chǎn)權(quán)的先進(jìn)工藝，無污染，流程短、比容小、工序簡便，又由于在攀枝花本市范圍內(nèi)，可便利地解決鈦原材料。所開發(fā)的產(chǎn)品有很好的電化學(xué)性能且本錢較低低。同時(shí)在前期爭論過程中，我們和很多鈦陽極材料的使用廠家建立了很好的技術(shù)協(xié)作聯(lián)系，為我們產(chǎn)品快速進(jìn)入市場奠定了良好的根底。產(chǎn)品在高質(zhì)量的同時(shí)，本錢低廉是最大的市場優(yōu)勢(shì)，加上有效的市場營銷治理，必將產(chǎn)生較好的經(jīng)濟(jì)效益。2、 風(fēng)險(xiǎn)及市場策略市場和政策風(fēng)險(xiǎn)工程存在的主要風(fēng)險(xiǎn)主要是市場風(fēng)險(xiǎn)，市場營銷力量尚還缺乏，因此從研發(fā)階段開頭就需大力培育技術(shù)型市場人才。但該工程的優(yōu)勢(shì)在于產(chǎn)品質(zhì)量能保證的同時(shí)本錢較傳統(tǒng)方法降低很多，因此市場風(fēng)險(xiǎn)可隨之降低。經(jīng)營風(fēng)險(xiǎn)產(chǎn)品質(zhì)量和售后效勞等等都可能帶來經(jīng)營風(fēng)險(xiǎn)。因此工程在建設(shè)過程，建立一系列對(duì)策和措施，全面推行質(zhì)量治理，以先進(jìn)的技術(shù)、高質(zhì)量的產(chǎn)品、優(yōu)質(zhì)的售后效勞等消退和掌握產(chǎn)品質(zhì)量問題帶來的經(jīng)營風(fēng)險(xiǎn)〔1〕

(三)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益分析1、經(jīng)濟(jì)效益分析：產(chǎn)品本錢計(jì)算：工程生產(chǎn)力量：100m2

/年貴金屬修飾金屬鈦陽極材料；〔2〕 目前市場單價(jià)：1mm1000〔3〕本錢：1mm5502〕對(duì)生產(chǎn)本錢產(chǎn)生負(fù)面影響的主要因素以及可實(shí)行的對(duì)策：生產(chǎn)原料價(jià)格的波動(dòng)：70%，貴金屬化合物價(jià)格的波動(dòng)會(huì)對(duì)貴金屬修飾金屬鈦陽極材料的價(jià)格產(chǎn)生影響。對(duì)此我們認(rèn)為應(yīng)對(duì)貴金屬化合物價(jià)格進(jìn)展跟蹤和分析，實(shí)行敏捷的策略，躲避價(jià)格風(fēng)險(xiǎn)廢品率對(duì)產(chǎn)品本錢的影響加強(qiáng)質(zhì)量治理過程，嚴(yán)格質(zhì)量治理體系，加大工藝的創(chuàng)和改進(jìn)，努力降低生產(chǎn)過程中的廢品率。2〕產(chǎn)品單位售價(jià)與盈利分析本工程完成后，年產(chǎn)貴金屬修飾金屬鈦陽極材料100m21000元/m2，盈利分析如下：產(chǎn)值：100000原料本錢：45000其他本錢：10000增值稅：45000×17%=7650所得稅：(45000-7650)×33%=12325〔45000-7650-1235〕/100000=25%經(jīng)濟(jì)效益可觀。2〕社會(huì)效益分析清潔的生產(chǎn)工藝是當(dāng)今工業(yè)社會(huì)進(jìn)展的主流，人們?cè)谶M(jìn)展工業(yè)生產(chǎn)的同時(shí)，期望與四周的環(huán)境和諧相處。本工程所承受的工藝不會(huì)產(chǎn)生污染，且工藝簡便，具有投資價(jià)值。另外工藝制備的貴金屬修飾金屬鈦陽極材料具備優(yōu)良性能，將促使人們對(duì)陽極材料的貴金屬涂層的材料構(gòu)造、性能以及催化機(jī)理進(jìn)展深入的爭論，必將