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)生產中的電化學分析等領域。 電化學處理使設備清洗頻率降低80%。寧夏循壞水電極需求
為克服單一電氧化的局限性,常將其與光催化、臭氧氧化或生物處理聯(lián)用。例如,電氧化-光催化(EO-PC)系統(tǒng)中,TiO?光陽極在紫外光激發(fā)下產生電子-空穴對,與電生成的·OH協(xié)同降解污染物,對雙酚A的礦化率比單獨電氧化提高40%。電氧化-生物耦合工藝(如前置電氧化提高廢水可生化性)可降低能耗,適用于高濃度有機廢水。此外,電氧化與膜過濾結合(如電化學膜生物反應器)能同步實現污染物降解和固液分離,但需解決膜污染和電極-膜模塊集成設計問題。天津數據中心電極除硬系統(tǒng)電化學除垢技術使結垢速率降低80%以上。
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。
金屬氧化生成的腐蝕產物(如Fe?O?、γ-FeOOH)本身具有半導體特性,其禁帶寬度影響電子轉移效率。例如α-Fe?O?(Eg=2.2eV)比γ-Fe?O?(Eg=2.0eV)更穩(wěn)定。這些氧化物還可能參與光電化學反應,在光照條件下產生額外光電流,導致傳統(tǒng)電位測量出現偏差。現在研究正嘗試利用這種特性開發(fā)自供能監(jiān)測傳感器。
在拉伸應力和腐蝕介質共同作用下,電極材料會發(fā)生SCC。以奧氏體不銹鋼在Cl?環(huán)境為例,其裂紋擴展速率可達10??-10??mm/s。電化學噪聲檢測發(fā)現,SCC過程中會出現特征性的電流/電位突跳信號,這些瞬態(tài)響應與位錯滑移、膜破裂等微觀事件直接相關,為早期預警提供了新思路。 電極系統(tǒng)運行噪音低于50分貝。
電鍍法也是制備鈦電極的重要手段。在電鍍過程中,將鈦基體作為陰極,浸入含有活性金屬離子的電鍍液中,通過施加合適的電流密度,使活性金屬離子在鈦基體表面還原沉積,形成活性涂層。例如,在制備鈦基貴金屬電極時,可以采用電鍍法將金、鉑等貴金屬沉積在鈦基體表面。電鍍法能夠精確控制涂層的厚度和成分,制備出具有均勻涂層的鈦電極。同時,通過調整電鍍液的配方和電鍍工藝參數,還可以制備出具有特殊結構和性能的涂層,滿足不同的應用需求 。電極系統(tǒng)處理效果可量化評估。山東工業(yè)電極除硬系統(tǒng)
電化學-生物耦合工藝COD負荷提升至3kg/(m3·d)。寧夏循壞水電極需求
鈦電極可以根據不同的標準進行分類。按照涂層材料的不同,可分為鈦基二氧化釕電極、鈦基二氧化銥電極等。鈦基二氧化釕電極常用于氯堿工業(yè)電解制氯,其對析氯反應具有良好的電催化活性和穩(wěn)定性;鈦基二氧化銥電極則在酸性介質中表現出優(yōu)異的析氧性能,常用于電鍍、電合成等領域。依據電極的用途,又可分為陽極和陰極。陽極在電解過程中發(fā)生氧化反應,陰極則發(fā)生還原反應,不同的電極用途決定了其表面涂層和結構的設計差異,以滿足特定的電化學需求 。寧夏循壞水電極需求