難溶鹽電極的氧化還原對(duì)中有一個(gè)組分為難溶鹽或其他固相,它包含三個(gè)物相、兩個(gè)界面,且在每一相界面上存在著單一的快速遷越過(guò)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(shì)極為穩(wěn)定,因此它成為常用的參比電極之一。部分書(shū)刊將這類電極稱為第二類電極,在電化學(xué)測(cè)量等領(lǐng)域有著不可或缺的地位。循環(huán)水電化學(xué)處理設(shè)備緊湊。北京工業(yè)電極設(shè)施
垃圾滲濾液成分復(fù)雜(含腐殖酸、氨氮、重金屬等),電氧化可同步實(shí)現(xiàn)有機(jī)物降解和脫氮。以Ti/RuO?-IrO?陽(yáng)極為例,在Cl?存在下,氨氮通過(guò)間接氧化轉(zhuǎn)化為N?(選擇性>70%),同時(shí)COD去除率達(dá)60-80%。關(guān)鍵問(wèn)題在于滲濾液的高鹽分(如Na?、K?)可能導(dǎo)致電極腐蝕,需采用耐鹽涂層(如Ti/Pt)或預(yù)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(guī)模化應(yīng)用潛力。黑龍江數(shù)據(jù)中心電極設(shè)施電化學(xué)除磷產(chǎn)物純度達(dá)90%可用作磷肥。
金屬氧化生成的腐蝕產(chǎn)物(如Fe?O?、γ-FeOOH)本身具有半導(dǎo)體特性,其禁帶寬度影響電子轉(zhuǎn)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(xué)反應(yīng),在光照條件下產(chǎn)生額外光電流,導(dǎo)致傳統(tǒng)電位測(cè)量出現(xiàn)偏差。現(xiàn)在研究正嘗試?yán)眠@種特性開(kāi)發(fā)自供能監(jiān)測(cè)傳感器。
在拉伸應(yīng)力和腐蝕介質(zhì)共同作用下,電極材料會(huì)發(fā)生SCC。以?shī)W氏體不銹鋼在Cl?環(huán)境為例,其裂紋擴(kuò)展速率可達(dá)10??-10??mm/s。電化學(xué)噪聲檢測(cè)發(fā)現(xiàn),SCC過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)特征性的電流/電位突跳信號(hào),這些瞬態(tài)響應(yīng)與位錯(cuò)滑移、膜破裂等微觀事件直接相關(guān),為早期預(yù)警提供了新思路。
循環(huán)水系統(tǒng)的腐蝕與結(jié)垢往往并存,電化學(xué)方法可通過(guò)調(diào)控水質(zhì)穩(wěn)定性指數(shù)(LSI)實(shí)現(xiàn)雙重控制。陽(yáng)極生成氧化性物質(zhì)(如ClO?)抑制腐蝕菌,而陰極反應(yīng)生成的OH?與HCO??結(jié)合生成CO?2?,優(yōu)先與Ca2?形成可排垢層。采用Ti/Pt陽(yáng)極與316L不銹鋼陰極組合時(shí),碳鋼掛片的腐蝕速率從0.2 mm/年降至0.02 mm/年,同時(shí)結(jié)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(dǎo)率數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)電流(0.5-5 A),適用于水質(zhì)波動(dòng)大的工況。某化工廠應(yīng)用后,設(shè)備壽命延長(zhǎng)3倍,且年節(jié)水效益達(dá)200萬(wàn)元。電化學(xué)腐蝕控制技術(shù)節(jié)省緩蝕劑60%。
在實(shí)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(cè)量工作電極的電勢(shì),通常會(huì)將其與參比電極(R)組成二電極測(cè)量電池。當(dāng)需要使工作電極發(fā)生極化時(shí),則需額外引入一個(gè)輔助電極(C),組成三電極測(cè)量電池系統(tǒng)。為降低電液中歐姆電位降(IR)對(duì)工作電極電勢(shì)測(cè)量的誤差,參比電極與電解液連接處常采用毛細(xì)管,即魯金毛細(xì)管,使其盡可能靠近工作電極,以提高測(cè)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(shí),【Zn|H?SO?】電極上就可能同時(shí)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(gè)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(shì)需根據(jù)不同反應(yīng)的極化曲線和極化規(guī)律來(lái)綜合判斷,其電化學(xué)反應(yīng)過(guò)程相對(duì)復(fù)雜,給研究和應(yīng)用帶來(lái)了一定挑戰(zhàn)。 電化學(xué)除氧技術(shù)將溶解氧降至0.1mg/L以下。江蘇吸收塔電極
電化學(xué)處理循環(huán)水滿足地表水Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)。北京工業(yè)電極設(shè)施
隨著全球?qū)η鍧嵞茉吹男枨蟛粩嘣黾樱娊馑茪渥鳛橐环N高效、環(huán)保的制氫方式,受到關(guān)注。鈦電極在電解水制氫過(guò)程中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。鈦基二氧化銥陽(yáng)極和鈦基鉑陰極分別在析氧和析氫反應(yīng)中表現(xiàn)出優(yōu)異的電催化性能,能夠降低反應(yīng)的過(guò)電位,提高電解效率。通過(guò)優(yōu)化鈦電極的結(jié)構(gòu)和涂層性能,可以進(jìn)一步提高電解水制氫的效率和降低能耗。同時(shí),鈦電極的穩(wěn)定性和長(zhǎng)壽命確保了電解水制氫設(shè)備能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行,為大規(guī)模制氫提供了可靠的技術(shù)支持,對(duì)推動(dòng)氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重要意義。北京工業(yè)電極設(shè)施