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(zhì)或反應物間的相互作用。在電池里,電極通過與電解質(zhì)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(zhì)。有些根據(jù)電極活性的氧化還原對中的特征物質(zhì)命名,像甘汞電極,因其氧化還原對涉及甘汞這一特征物質(zhì)。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。 電化學腐蝕控制技術節(jié)省緩蝕劑60%。湖北工業(yè)電極需求
金屬氧化生成的腐蝕產(chǎn)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(chǎn)生額外光電流,導致傳統(tǒng)電位測量出現(xiàn)偏差。現(xiàn)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(zhì)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(xiàn),SCC過程中會出現(xiàn)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。 上海電極設備循環(huán)水電化學處理設備緊湊。
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(xiàn)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(chǎn)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。
鈦電極作為一種重要的電極材料,憑借其優(yōu)異的耐腐蝕性、高催化活性和穩(wěn)定性,在眾多領域得到了廣泛應用,并取得了明顯的經(jīng)濟效益和社會效益。從氯堿工業(yè)到新能源領域,從水處理到生物醫(yī)學,鈦電極不斷推動著相關行業(yè)的技術進步。然而,面對未來更加復雜和多樣化的需求,鈦電極仍需要不斷創(chuàng)新和發(fā)展。通過持續(xù)的研究和技術改進,相信鈦電極將在性能上實現(xiàn)更大的突破,在應用領域上得到進一步拓展,為人類社會的可持續(xù)發(fā)展做出更大的貢獻。光電協(xié)同催化使有機物降解速率提升3倍。
鈦電極表面的活性涂層賦予了其高催化活性。通過合理設計和制備活性涂層,能夠明顯降低電化學反應的過電位,加快反應速率。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,使得反應在較低的電壓下進行,降低了能耗。在有機電合成領域,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,實現(xiàn)一些傳統(tǒng)化學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)中具有重要應用價值。電極系統(tǒng)處理效果持久穩(wěn)定。湖北工業(yè)電極需求
電沉積Zn-PO?涂層使清洗周期延長6倍。湖北工業(yè)電極需求
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(zhì)(>500 mg/L CaCO?)時能耗上升,需配合水質(zhì)軟化預處理。湖北工業(yè)電極需求