保護層對于電極的長期穩(wěn)定運行具有重要意義，它能夠阻止環(huán)境因素對電極的不利影響。在實際應用中，電極可能會面臨濕度、溫度變化、化學物質(zhì)侵蝕等多種環(huán)境因素的挑戰(zhàn)。保護層可以防止電極表面被氧化、腐蝕，避免活性物質(zhì)與外界雜質(zhì)發(fā)生反應，從而維持電極的性能穩(wěn)定。例如在戶外使用的電化學傳感器電極，其保護層需要具備良好的防水、防紫外線性能；在化工生產(chǎn)中的電極，保護層則要能抵御強酸堿等化學物質(zhì)的腐蝕。選擇電極材料時，導電性是一個極為關鍵的參數(shù)。不同的應用場景對導電性的要求差異很大，在電力傳輸領域，用于輸送大量電能的電極，必須具備極高的導電率，以減少電能在傳輸過程中的損耗。像銅這種常見的導電材料，其導電率較高，廣泛應用于一般的電力傳輸電極。而在一些對導電性能要求更為苛刻的電子器件中，如芯片中的電極，可能會選用導電率更高的銀或其他特殊材料，以滿足高速、高效的數(shù)據(jù)傳輸需求。三維電極處理苯酚廢水效率提高50%。江蘇海水淡化電極除硬

循環(huán)水系統(tǒng)中微生物滋生會導致生物粘泥、管道腐蝕和換熱效率下降，電極電化學技術可通過原位生成殺菌劑（如活性氯、臭氧和羥基自由基）實現(xiàn)高效消毒。以鈦基涂層電極（Ti/RuO?-IrO?）為例，在含氯循環(huán)水中電解產(chǎn)生次氯酸（HClO），當有效氯濃度維持在0.5-2 mg/L時，對異養(yǎng)菌的殺滅率超過99.9%。相比傳統(tǒng)化學加藥（如二氧化氯），電化學法具有精細控量、無藥劑殘留的優(yōu)勢。系統(tǒng)設計需考慮電流密度（通常1-5 mA/cm2）、流速（>0.5 m/s防止結垢）和電極壽命（涂層穩(wěn)定性>5年）。某石化廠案例顯示，該技術使殺菌成本降低40%，且避免了化學藥劑對設備的腐蝕風險。陜西源力循壞水電極需求電化學防垢涂層使結垢誘導期延長10倍。

含油廢水常見于石化、食品加工等行業(yè)，其高COD和乳化特性使傳統(tǒng)處理方法效率低下。電氧化技術可通過陽極產(chǎn)生的·OH和活性氧物種（如O??）破壞油滴表面的乳化劑，實現(xiàn)破乳和有機物降解。例如，采用Ti/SnO?-Sb電極處理乳化油廢水時，COD去除率可達80%以上，且油滴粒徑從10 μm降至1 μm以下。關鍵挑戰(zhàn)在于電極污染（油膜覆蓋導致活性位點失活），需通過脈沖電流或周期性極性反轉（PRS技術）緩解。此外，耦合氣浮工藝可提升油污分離效率，而低溫等離子體輔助電氧化能進一步降低能耗。未來需開發(fā)疏油-親水雙功能電極材料以增強抗污性。

電鍍行業(yè)對電極材料的性能要求較高，鈦電極憑借其獨特的優(yōu)勢在該領域得到廣泛應用。在電鍍過程中，鈦基二氧化銥陽極在酸性鍍液中表現(xiàn)出良好的析氧催化性能，能夠穩(wěn)定地提供氧氣，促進電鍍過程的進行。同時，鈦電極的耐腐蝕性使其能夠在各種強酸性、強堿性和含重金屬離子的電鍍液中長期使用，而不會對鍍液造成污染，保證了電鍍產(chǎn)品的質(zhì)量。此外，鈦電極的高催化活性還可以提高電鍍效率，縮短電鍍時間，降低生產(chǎn)成本。在五金電鍍、裝飾性電鍍等領域，鈦電極的應用明顯提升了電鍍工藝的水平和產(chǎn)品的競爭力。電化學-生物耦合工藝COD負荷提升至3kg/(m3·d)。

循環(huán)水系統(tǒng)的腐蝕與結垢往往并存，電化學方法可通過調(diào)控水質(zhì)穩(wěn)定性指數(shù)（LSI）實現(xiàn)雙重控制。陽極生成氧化性物質(zhì)（如ClO?）抑制腐蝕菌，而陰極反應生成的OH?與HCO??結合生成CO?2?，優(yōu)先與Ca2?形成可排垢層。采用Ti/Pt陽極與316L不銹鋼陰極組合時，碳鋼掛片的腐蝕速率從0.2 mm/年降至0.02 mm/年，同時結垢傾向指數(shù)（PSI）從8降至4。智能控制系統(tǒng)可根據(jù)在線pH、ORP和電導率數(shù)據(jù)動態(tài)調(diào)節(jié)電流（0.5-5 A），適用于水質(zhì)波動大的工況。某化工廠應用后，設備壽命延長3倍，且年節(jié)水效益達200萬元。電化學方法處理不產(chǎn)生泡沫。陜西循壞水電極除硬

電解再生技術使阻垢劑年省500萬元。江蘇海水淡化電極除硬

氯離子對電極氧化的影響主要體現(xiàn)在：①競爭吸附破壞鈍化膜（Cl?與O2?競爭金屬表面位點）；②形成可溶性金屬氯配合物（如FeCl?）；③形成酸性微環(huán)境。當Cl?濃度超過300mg/L時，316不銹鋼的點蝕電位會從+0.35V驟降至+0.05V。值得注意的是，Cl?/SO?2?比值超過0.5時，協(xié)同效應會明顯加劇腐蝕，這解釋了為何海水冷卻系統(tǒng)需要特種合金電極。硫酸鹽還原菌（SRB）等微生物可通過獨特機制加速電極氧化：①分泌酸性代謝物；②形成差異通氣電池；③直接參與電子轉移。研究發(fā)現(xiàn)SRB存在時，碳鋼腐蝕速率可達無菌環(huán)境的5-10倍。更復雜的是，微生物生物膜會導致電極表面pH梯度變化，某些區(qū)域pH可低至2-3，這種微區(qū)酸化現(xiàn)象常規(guī)探頭難以檢測，需借助微電極陣列進行空間分辨測量。江蘇海水淡化電極除硬