MMO Anodes (Mixed Metal Oxide) for Cathodic Protection

了解MMO阳极的基本知识

混合金属氧化物（MMO）阳极最初是为从海水电解制氯而开发的，自20世纪以来，它们在阴极保护（CP）应用中得到了广泛使用。由于其显著的优势，这些阳极在众多领域中接受度逐渐提高。

访问 GIANT ANODE 以获取更多信息。

MMO阳极的优势及特性

• 可靠性高
• 使用寿命极长
• 多种阳极配置可供选择
• 轻量化设计
• 低成本表现

MMO阳极几乎没有磨损率，且由于其几何形状不会随时间变化，因此常被称为尺寸稳定阳极。这种类型的阳极正逐步取代传统的阳极材料，如石墨和高硅铸铁，正在成为最受欢迎的加压电流阳极。

混合金属氧化物的定义

行业内并没有一个统一的“混合金属氧化物”的定义。每个供应商都会使用独特的配方来制造自己的混合金属氧化物涂层。这种涂层配方通常包括能够催化反应以产生电流流动的电催化导电成分，以及一些成本较低的氧化物（填充材料），以防止基材的腐蚀。在阴极保护应用中，主要使用两种电催化剂：

1. 钌氧化物（RuO2）

钌氧化物是两种电催化剂中较为经济的选择，但只应在氯化环境（如海水）中使用。当主要反应为氧气释放时（如淡水、土壤、焦炭回填和混凝土环境），其催化寿命会显著降低。

2. 铱氧化物（IrO2）

多数阴极保护制造商会选择以铱氧化物为基础的混合金属氧化物来制备其阴极保护阳极，因其适合于氯化和氧化环境。基础氧化物通常混合了二氧化钛（TiO2）和五氧化钽（TaO5）。它们的主要功能是为基材提供一层氧化膜，以防止基材的腐蚀。

MMO涂层的钛阳极

混合金属氧化物阳极是应用于商业纯钛基材上的。钛作为基材有几个显著优势：

钛MMO阳极的独特优势

• 钛以商业纯度形式容易获得
• 良好的附着性能（前提是进行适当的表面处理）
• 重量轻
• 优异的机械强度
• 卓越的化学耐受性，能抵抗高酸性条件，常见于许多阴极保护应用中的氧气和氯气释放环境

商业纯钛由多种级别供应。对于MMO阳极，使用的是1级和2级钛。1级钛的韧性略高于2级钛，但在行业中并不那么常见。1级和2级钛的规格非常相似，往往可以互相替代而不会影响性能。

最初使用钛作为阳极基材时，尽管有关于钛可能超过其“击穿”电压的顾虑，但这些担忧是没有依据的。在海水中，当裸钛在超过8至9伏的电压下极化时（或在土壤或焦炭回填中超过10伏时），会导致钛表面发生剧烈的氧气释放，这会导致被动膜的破坏及钛的溶解（点蚀）。

对于MMO电线阳极，有些供应商采用一种双金属基材，使用一层薄钛覆盖铜芯。铜芯钛电线的使用主要是出于成本考虑，因为许多固体钛电线中的钛成分被较低成本的铜材料所替代。此外，由于铜的导电性更好，因此电线的导电性略有改善。然而，使用铜芯电线会增加阳极基材在酸性环境中的腐蚀和化学攻击的敏感性，因为铜的耐腐蚀性不及钛。

MMO阳极的制造过程

MMO阳极的制造过程通常始于对基材的表面准备，彻底清洗商业纯钛。随后进行化学蚀刻，并在某些情况下对表面进行机械磨损。表面准备完成后，涂层以金属盐混合物的形式施加，然后在400至600°C的温度下热分解。这形成了一层附着力强的混合金属氧化物层。MMO涂层可以分多层施加，每层经过热处理以达到满足应用电流容量要求的所需涂层负载。

MMO阳极的使用寿命计算

在2000年，NACE通过了标准测试方法TM 0213，用于“土壤或自然水体中催化阳极的测试”。该标准为确定给定MMO涂层混合物的预测工作寿命提供了指导，通过在受控的硫酸钠溶液中对涂层样品施加高电流放电并直至失效进行测试。通过在对数坐标图上绘制这些结果，可以推断出在阴极保护中所用低电流密度下的阳极寿命。这一测试曲线的生成可能需要数月时间，且不适用于单个阳极。这是为了针对涂层混合物生成一条使用寿命曲线，之后可以将其应用于特定的MMO阳极，基于涂层负载和电流输出的要求。

通常，MMO阳极会针对特定的输出和使用寿命进行评级，例如5安培，使用寿命为20年。在正常电流放电范围内，这种关系为线性关系。对于同一个额定为20年服务的5安培阳极，如果仅在2.5安培下运行，其使用寿命则可以延长至40年。

MMO阳极的化学反应

传统阳极（如镁、高硅铸铁、铝、石墨等）通过阳极本身作为主要反应物生成电流。这些阳极在操作的每个瞬间都会消耗，直到其质量耗尽并无法继续支持反应。而混合金属氧化物阳极却并不作为产生电流的反应物，它们作为电催化剂促进反应的发生，但并不参与反应。使用铱氧化物和钌氧化物等电催化剂时，随着时间的推移，催化剂会受到物理磨损和活性成分的钝化影响，这些催化剂具有有限但可预测的工作寿命。

在海水、土壤和焦炭回填中的主要反应如下：

通常，在含氯离子的电解质中，首先会释放氧气，然后是氯气。氧气和氯气的释放取决于几个因素，包括热力学（氧气放电是优先的），动力学、离子浓度、氯离子与其他阴离子的比例、质量传输（迁移、扩散和液体流动引起的对流）及施加的电流密度。

需要注意的重要一点是，在热力学状态下，当涉及焦炭回填时（反应（3）和（4）），这些反应受到强烈的青睐。在一些受限区域（例如储罐底部下方），氧气的释放会对结构产生强烈的去极化效应，尤其是在使用沙土中的裸MMO阳极时。当MMO阳极被包装在焦炭回填中时，氧气的释放会最小化。

总结

基于混合金属氧化物的电催化阳极与传统阳极相比是不同类型的阳极。这些阳极具有尺寸稳定性、长使用寿命，并且在产生阴极保护电流的过程中不会被消耗。在所有阴极保护应用中，铱氧化物（IrO2）是首选。而钌基MMO应避免在阴极保护应用中使用，除非是在高度氯化的环境（如海水）中。关于由于钛极化超过基材击穿电压而引发的基材故障的担忧已被证明是没有根据的。MMO阳极继续获得市场 قبول度，迅速替代传统阳极应用于众多领域。

MATCOR在MMO阳极技术领域处于领先地位已有40多年。MMO阳极的益处体现在我们所有核心阴极保护阳极产品中，如下表所示。

如需了解更多利用MMO阳极技术的产品，请与我们联系。

如需更多详情，请访问 铱氧化物涂层钛阳极。

不同类型的MMO涂层钛阳极

不同类型的MMO涂层钛阳极：钌、铱和铂

在电化学领域，从电解过程到燃料电池，寻找高效耐用的阳极材料对于多个应用至关重要。本文深入探讨了MMO（混合金属氧化物）涂层钛阳极，研究了三种不同的变体：基于铱的MMO涂层钛阳极、基于钌的MMO涂层钛阳极和基于铂的MMO涂层钛阳极。

BOEGGER拥有专业的研发团队，负责过滤产品的研究、开发、设计、生产和测试。

基于钌的MMO涂层钛阳极

基于钌的混合金属氧化物（MMO）钛阳极被广泛用于提升阳极的耐腐蚀性和稳定性。根据电化学反应中气体的分化，无法溶解的阳极可以分为三种类型：氯气释放型、氧气释放型和氯气与氧气联合释放型。钌氧化物涂层钛阳极属于氯气释放型，其在相关过程中的表现优异。

规格

• 基材：TA1/TA2
• 涂层：纯钌、钌-铱、三元钌-铱、多组分钌-铱混合氧化物配方
• 运行环境：通常使用于盐酸、电解海水和电解卤水环境中
• 尺寸：根据需求定制
• 形状：板状、网状、管状
• 电流密度：≤ 1 A/m2

特点

• 涂层可根据不同的运行环境定制各种配方。改进后的纳米级细化晶粒增强了涂层和基材之间的结合力，提高了电催化性能。
• 降低氯气释放过电位，延长电极的使用寿命，并提供良好的耐腐蚀性。
• 阳极的大小和形状可以根据实际工作条件定制，以满足特定需求。
• 可以根据阳极涂层的磨损情况提供阳极重新涂层服务，基材可以重复使用多次，而不造成过度磨损，从而为用户节省成本。

应用领域

• 无机非金属材料电解生产
• 氯碱电解
• 海水电解
• 金属箔的生产
• 金属箔的电化学表面处理
• 无机非金属电解提取和回收
• 有机电解
• 阴极保护
• 电渗析技术
• 酸碱离子水的生产
• 工业废水处理及其他领域。

基于铱的MMO涂层钛阳极

基于铱的混合金属氧化物（MMO）涂层钛阳极是一种不可溶阳极，使用特殊工艺在钛基材上涂覆一层铱氧化物。这种涂层赋予阳极优异的电催化活性和导电性。在电化学反应中，根据气体释放的分类，基于铱的MMO涂层钛阳极可归类为氧气释放型，适用于需要氧气释放的环境。

规格

• 基材：TA1/TA2
• 涂层：铱氧化物、铱-钽、铂-铱、三元铱-钽、多组分铱-钽混合氧化物配方
• 运行环境：通常在硫酸环境或其他氧气释放阳极应用中使用
• 尺寸：根据需求定制
• 形状：板状、网状、管状或其他定制形状
• 电流密度：≤ 1 A/m2

特点

• 涂层配方可根据不同的运行环境进行调整。采用改进后的纳米级细化晶粒，涂层与基材之间的结合力更强，提供更强的电催化作用。
• 氧气放电过电位高，这降低了氧气释放量，延长了电极的使用寿命，提供良好的耐腐蚀性。
• 阳极的尺寸和形状可以根据实际工作条件加工及定制，以满足不同需求。
• 根据阳极涂层的磨损情况提供阳极重新涂层服务，基材可以在不造成过度磨损的情况下重复使用，从而为用户节省成本。

应用领域

• 无机非金属材料电解生产
• 从蚀刻溶液中回收电解铜
• 金属箔的电化学表面处理
• 电镀辅助阳极
• 有机电合成
• 阴极保护
• 电渗析技术
• 酸碱离子水的生产
• 工业废水处理及其他领域。

基于铂的MMO涂层钛阳极

基于铂的MMO涂层钛阳极使用钛作为基材，并涂覆了一层铂族贵金属，适合于氯气和氧气释放的环境。铂以其优异的电催化活性和耐腐蚀性而著称，是许多领域的阳极材料首选。在实际应用中，铂涂层钛阳极不仅展现出卓越的电催化性能，还具有相对较低的成本，使其在多个行业得到广泛使用。

规格

• 基材：TA1/TA2, Nb1/Nb2
• 涂层：纯铂、铂-铱
• 加工技术：电镀、刷镀
• 涂层厚度：0.3 - 10 μm
• 形状：一般为板形、网状、管状、电线或定制形状，尺寸可根据实际需求定制

特点

• 与纯铂阳极相比，基于钛的铂涂层阳极具有相对较低的成本，是在经济考虑下的常见选择。
• 铂涂层赋予阳极卓越的电催化活性，促进相关电化学反应的有效进行。
• 由于其材料属性，基于钛的铂涂层阳极适用于多种化学反应和工艺场景。

应用领域

电解氯化工厂、酿酒厂、造纸厂以及生产试剂、过氧化物和氯酸盐等化学品的制造业。

如想了解更多有关MMO涂层钛阳极的信息，请与我们联系。

请联系我们，讨论您关于 钛箔 的需求。我们经验丰富的销售团队可以帮助您寻找最适合您需求的选项。