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工業(yè)廢水成分復雜,常含有毒、難降解有機物(如酚類、染料、農藥),而電氧化技術對此類污染物表現(xiàn)出獨特優(yōu)勢。例如,在焦化廢水處理中,采用Ti/SnO?-Sb?O?電極可將苯酚濃度從500 mg/L降至5 mg/L以下,COD去除率達85%。對于印染廢水,電氧化能同時實現(xiàn)脫色(降解偶氮鍵)和COD削減,如使用Ti/Pt陽極時,活性艷紅X-3B的脫色率在60分鐘內達99%。該技術的工業(yè)化應用需解決電極壽命(如涂層剝落問題)和能耗優(yōu)化(如采用脈沖電流),目前已有模塊化電氧化反應器用于電鍍、制藥等行業(yè)的中試案例。電化學技術節(jié)水效益達200萬元/年。湖北工業(yè)電極設施

電極作為電化學反應的關鍵部件,其工作原理基于與電解質或反應物間的相互作用。在電池里,電極通過與電解質中的離子進行氧化還原反應,實現(xiàn)電子的釋放與接收,進而產(chǎn)生電能。像是常見的干電池,鋅皮作為負極,發(fā)生氧化反應釋放電子;碳棒為正極,接受電子促使還原反應發(fā)生。在電化學過程中,電極表面的活性位點能催化反應,極大地提升反應速率,降低反應所需的活化能,使原本難以發(fā)生的反應得以順利進行。電極的命名方式豐富多樣。部分依據(jù)電極的金屬部分來命名,如銅電極、銀電極,簡單直觀地表明了電極的主要材質。有些根據(jù)電極活性的氧化還原對中的特征物質命名,像甘汞電極,因其氧化還原對涉及甘汞這一特征物質。還有根據(jù)電極金屬部分形狀命名的,例如滴汞電極,其電極金屬部分呈液滴狀,以及轉盤電極,通過特定的旋轉結構來影響電化學反應。此外,依據(jù)電極功能命名的也不少,比如參比電極,用于為其他電極提供穩(wěn)定的電位參考。湖北工業(yè)電極設施電化學氧化降藥物完全無殘留。

循環(huán)水中的鈣鎂離子易形成碳酸鈣和硫酸鈣垢,電化學除垢技術通過陰極反應(2H?O + 2e? → H?↑ + 2OH?)提高局部pH,促使成垢離子(Ca2?、Mg2?)以疏松形式析出并隨排污水排除。采用網(wǎng)狀不銹鋼陰極時,垢層主要成分為文石型CaCO?(非粘附性),可通過自動刮垢裝置清洗。關鍵參數(shù)包括電流密度(10-30 mA/cm2)、水溫(<60℃)和停留時間(>30分鐘)。某電廠循環(huán)水系統(tǒng)應用后,換熱管結垢速率從3 mm/年降至0.5 mm/年,同時節(jié)水15%(減少排污量)。該技術的瓶頸在于高硬度水質(>500 mg/L CaCO?)時能耗上升,需配合水質軟化預處理。
難溶鹽電極的氧化還原對中有一個組分為難溶鹽或其他固相,它包含三個物相、兩個界面,且在每一相界面上存在著單一的快速遷越過程,甘汞電極(Hg|Hg?Cl?|Cl?)便是典型。在甘汞電極中,甘汞與電解液的溶解平衡受電液中濃度較高的 Cl?所控制,Cl?在 Hg?Cl?| 電液界面上的交換速率很快,這使得甘汞電極的電極電勢極為穩(wěn)定,因此它成為常用的參比電極之一。部分書刊將這類電極稱為第二類電極,在電化學測量等領域有著不可或缺的地位。循環(huán)水電極處理系統(tǒng)運行穩(wěn)定。

電極可分為陽極和陰極,在電化學電池中,發(fā)生氧化作用的電極是陽極,該過程中物質失去電子;發(fā)生還原作用的電極是陰極,物質在這一過程中得到電子。例如在常見的鋰離子電池中,充電時,鋰離子從正極脫出,通過電解質嵌入負極,此時正極是陽極,負極是陰極;放電時則相反,鋰離子從負極脫出,通過電解質嵌入正極,電極的陰陽極角色發(fā)生轉換,正是這種陰陽極之間的氧化還原反應,實現(xiàn)了電池的充放電過程。參比電極在電化學測量中扮演著不可或缺的角色,它為其他電極提供穩(wěn)定的參考電位。在復雜的電化學體系中,由于各種因素的影響,單個電極的電位難以直接準確測量,而參比電極的電位具有高度的穩(wěn)定性和重現(xiàn)性。將參比電極與待測電極組成測量電池,通過測量電池的電動勢,就能依據(jù)參比電極的已知電位,精確推算出待測電極的電位,為研究電化學反應的機理、電極材料的性能等提供了可靠的電位基準,廣泛應用于科研、工業(yè)生產(chǎn)中的電化學分析等領域。循環(huán)水電化學處理設備緊湊。湖北工業(yè)電極設施
循環(huán)水電化學處理實現(xiàn)節(jié)能減排。湖北工業(yè)電極設施
電極的制備工藝對其電化學性能至關重要。以鈦基涂層電極為例,典型制備流程包括基體預處理(噴砂、酸蝕)、涂層溶液配制(如RuCl?和IrCl?的混合溶液)和熱分解氧化(多次涂覆-燒結循環(huán))。溶膠-凝膠法可制備均勻的納米氧化物涂層,而電沉積法則適合精確控制貴金屬(如Pt)的負載量。關鍵挑戰(zhàn)在于涂層與基體的結合力不足導致的剝落問題,可通過引入中間層(如Ta?O?)或等離子噴涂技術改善。此外,新興的原子層沉積(ALD)技術能實現(xiàn)單原子級精度,用于制備超薄、高活性電極涂層。湖北工業(yè)電極設施