目前相比傳統氯消毒,電氧化可同步殺滅病原體和降解微污染物(如農藥、內分泌干擾物)。采用Ti/IrO?-Ta?O?電極時,大腸桿菌的滅活率在5分鐘內達99.99%,且無消毒副產物(DBPs)生成。對于飲用水中常見的阿特拉津(除草劑),電氧化優先攻擊其叔胺基團,降解路徑明確。實際應用中需平衡消毒效果與能耗(通常<0.5 kWh/m3),并考慮水源水質(如天然有機物的干擾)。形成了模塊化的電氧化設備已經成功作用于農村分散式供水處理。電化學方法使碳鋼腐蝕速率降至0.02mm/a。陜西吸收塔電極
溶解氧(DO)在電極氧化中扮演復雜角色:一方面作為去極化劑加速金屬溶解(如4Fe+3O?→2Fe?O?),另一方面在適當條件下促進保護性氧化膜形成。實驗數據顯示,當DO從0.1mg/L升至8mg/L時,碳鋼腐蝕速率可從0.01mm/a增至0.15mm/a。但在pH>9的堿性環境中,DO會促進γ-Fe?O?致密膜生成,反而抑制腐蝕。這種濃度-效應的非線性關系要求在實際監測中必須精確控制DO水平。
氧化反應動力學受電荷轉移、物質擴散等多因素控制。對于鐵電極,在pH=7的中性水中,其氧化電流密度通常為10??-10??A/cm2。當形成鈍化膜后,電流密度可降至10??A/cm2以下。值得注意的是,氯離子存在時會使鈍化膜局部破裂,產生微米級的活性溶解點,此時電流密度呈現脈動特征,這種非線性動力學行為給電極壽命預測帶來挑戰。通過電化學阻抗譜(EIS)可有效表征這些動力學過程。 貴州海水淡化電極需求電化學技術處理效果立竿見影。
垃圾滲濾液成分復雜(含腐殖酸、氨氮、重金屬等),電氧化可同步實現有機物降解和脫氮。以Ti/RuO?-IrO?陽極為例,在Cl?存在下,氨氮通過間接氧化轉化為N?(選擇性>70%),同時COD去除率達60-80%。關鍵問題在于滲濾液的高鹽分(如Na?、K?)可能導致電極腐蝕,需采用耐鹽涂層(如Ti/Pt)或預處理脫鹽。此外,耦合生物處理(如前置厭氧消化)可降低電耗,而脈沖電源模式能減少電極鈍化。中試研究表明,處理成本約為8-12元/噸,具備規模化應用潛力。
污染土壤淋洗液常含高濃度重金屬和有機污染物(如PAHs),電極氧化還原反應可以協同去除兩類污染物。以Pb-芘復合污染淋洗液為例,Ti/PbO?陽極降解芘的同時,陰極還原Pb2?為Pb?實現回收。關鍵參數為淋洗劑選擇(檸檬酸優于EDTA,避免絡合競爭)和pH控制(酸性條件利于重金屬還原)。技術瓶頸在于土壤淋洗液的高顆粒物含量易堵塞電極,需前置過濾或采用旋轉陰極設計。現場試驗顯示,處理成本比焚燒法降低50%以上,且無二次污染風險。電化學阻抗譜實時監測腐蝕速率精度達0.001mm/a。
電解槽中的電極同樣至關重要,它是電流進入或離開電解液的導體,電解過程就在電極相界面上發生氧化還原反應。電極分為陰極和陽極,與電源正極相連的是陽極,陽極上發生氧化反應;與電源負極相連的是陰極,陰極上發生還原反應。電解材料種類繁多,碳電極是常用材料之一,因其具有良好的導電性和化學穩定性,在許多電解過程中表現出色。此外,鈦等金屬也可作為電極材料,尤其在一些對電極耐腐蝕性要求較高的特殊電解應用中。在電鍍工藝里,含有鍍層金屬的金屬常作為陽極,待鍍制品則作為陰極。新型電極材料耐腐蝕性能優異。青海數據中心電極設備
電極技術處理循環水無藥劑殘留。陜西吸收塔電極
保護層對于電極的長期穩定運行具有重要意義,它能夠阻止環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、化學物質侵蝕等多種環境因素的挑戰。保護層可以防止電極表面被氧化、腐蝕,避免活性物質與外界雜質發生反應,從而維持電極的性能穩定。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;在化工生產中的電極,保護層則要能抵御強酸堿等化學物質的腐蝕。
選擇電極材料時,導電性是一個極為關鍵的參數。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、高效的數據傳輸需求。 陜西吸收塔電極