高鹽循環(huán)水易導(dǎo)致設(shè)備腐蝕和結(jié)垢,電化學(xué)離子交換(EDI)技術(shù)結(jié)合離子交換樹脂與直流電場,可連續(xù)脫除Ca2?、Mg2?和Cl?等離子。以填充混床樹脂的電滲析模塊為例,在15 V電壓下,硬度離子去除率>90%,產(chǎn)水電阻率可達5 MΩ·cm。相比傳統(tǒng)離子交換,EDI無需酸堿再生,且自動化程度高。設(shè)計要點包括:①樹脂選擇(強酸/強堿型);②隔板流道優(yōu)化(防堵塞);③極水循環(huán)(防結(jié)垢)。某電子廠超純水系統(tǒng)中,EDI使再生廢水排放量減少95%,運行成本降低30%。電化學(xué)pH調(diào)控精度達±0.3。吉林吸收塔電極設(shè)施
電極材料是電氧化技術(shù)的重要部分,其催化活性、穩(wěn)定性和成本直接決定應(yīng)用可行性。目前研究較多的包括金屬氧化物電極(如Ti/RuO?、Ti/PbO?)、BDD電極及碳基電極(如石墨、碳氈)。Ti/RuO?電極具有高析氧電位(1.6 V vs. SHE),適合處理含氯廢水,但易發(fā)生析氧副反應(yīng);Ti/PbO?電極成本較低且催化活性強,但長期運行后Pb溶出可能造成二次污染。BDD電極因其化學(xué)惰性和超高氧析出電位(>2.3 V)成為難降解有機物處理的理想選擇,但制備成本限制了大規(guī)模應(yīng)用。未來趨勢是開發(fā)復(fù)合涂層電極(如SnO?-Sb/Ti)或非貴金屬催化劑,以兼顧性能與經(jīng)濟性。吸收塔電極設(shè)備電化學(xué)-超濾耦合工藝使回用率達90%。
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(yīng)用中,電極可能會面臨濕度、溫度變化、化學(xué)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(yīng),從而維持電極的性能穩(wěn)定。例如在戶外使用的電化學(xué)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(xué)物質(zhì)的腐蝕。
選擇電極材料時,導(dǎo)電性是一個極為關(guān)鍵的參數(shù)。不同的應(yīng)用場景對導(dǎo)電性的要求差異很大,在電力傳輸領(lǐng)域,用于輸送大量電能的電極,必須具備極高的導(dǎo)電率,以減少電能在傳輸過程中的損耗。像銅這種常見的導(dǎo)電材料,其導(dǎo)電率較高,廣泛應(yīng)用于一般的電力傳輸電極。而在一些對導(dǎo)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(dǎo)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。
在實際應(yīng)用中,被研究的電極被稱作工作電極(W),在電化學(xué)分析法中也稱為指示電極。為了測量工作電極的電勢,通常會將其與參比電極(R)組成二電極測量電池。當(dāng)需要使工作電極發(fā)生極化時,則需額外引入一個輔助電極(C),組成三電極測量電池系統(tǒng)。為降低電液中歐姆電位降(IR)對工作電極電勢測量的誤差,參比電極與電解液連接處常采用毛細管,即魯金毛細管,使其盡可能靠近工作電極,以提高測量的精度。
多重電極與單一電極不同,其電極界面上存在多種電極反應(yīng)。當(dāng)不太純的鋅浸入硫酸中時,【Zn|H?SO?】電極上就可能同時發(fā)生鋅原子失去電子生成鋅離子的反應(yīng),以及氫離子得到電子生成氫氣的反應(yīng),且這兩個反應(yīng)的速率都較快,因此該電極屬于二重電極。金屬腐蝕體系常常呈現(xiàn)出多重電極的特性,由于存在多種反應(yīng),多重電極的靜態(tài)電勢需根據(jù)不同反應(yīng)的極化曲線和極化規(guī)律來綜合判斷,其電化學(xué)反應(yīng)過程相對復(fù)雜,給研究和應(yīng)用帶來了一定挑戰(zhàn)。 智能電極自動報警故障。
鈦電極表面的活性涂層賦予了其高催化活性。通過合理設(shè)計和制備活性涂層,能夠明顯降低電化學(xué)反應(yīng)的過電位,加快反應(yīng)速率。以鈦基二氧化釕電極在氯堿工業(yè)為例,其表面的二氧化釕涂層能夠有效催化氯離子氧化生成氯氣的反應(yīng),使得反應(yīng)在較低的電壓下進行,降低了能耗。在有機電合成領(lǐng)域,鈦電極的高催化活性能夠促進有機化合物的氧化或還原反應(yīng),實現(xiàn)一些傳統(tǒng)化學(xué)方法難以完成的合成過程,為有機合成開辟了新途徑,在精細化工產(chǎn)品生產(chǎn)中具有重要應(yīng)用價值。電解防垢技術(shù)使渦輪機效率下降從15%降至3%。吉林吸收塔電極設(shè)施
電化學(xué)方法處理不產(chǎn)生有害副產(chǎn)物。吉林吸收塔電極設(shè)施
隨著人們對水質(zhì)要求的不斷提高,鈦電極在水處理領(lǐng)域發(fā)揮著越來越重要的作用。在電解法水處理中,鈦電極可用于降解水中的有機污染物、去除重金屬離子等。通過選擇合適的鈦電極材料和涂層,能夠產(chǎn)生具有強氧化性的活性物質(zhì),如羥基自由基等,這些活性物質(zhì)可以將水中的有機污染物氧化分解為無害的二氧化碳和水。例如,在處理印染廢水、制藥廢水等高濃度有機廢水時,鈦電極電解法具有處理效率高、無二次污染等優(yōu)點。同時,鈦電極還可用于消毒殺菌,通過電解產(chǎn)生的氯氣、次氯酸等物質(zhì)殺滅水中的細菌和病毒,保障飲用水的安全。吉林吸收塔電極設(shè)施