臭氧氧化可高效降解循環(huán)水中的難降解有機(jī)物,電化學(xué)臭氧發(fā)生器(EOG)通過(guò)質(zhì)子交換膜電解水產(chǎn)生高濃度臭氧(50-200 g O?/kWh)。以PbO?陽(yáng)極為例,臭氧產(chǎn)率比傳統(tǒng)電暈法高30%,且無(wú)需空氣預(yù)處理。某印染廠將EOG集成至循環(huán)水系統(tǒng),色度去除率>95%,并減少了污泥產(chǎn)量。
循環(huán)水中的Cu、Zn等重金屬可通過(guò)電化學(xué)沉積在陰極回收。采用旋轉(zhuǎn)陰極(轉(zhuǎn)速50 rpm)和脈沖電流(占空比20%)時(shí),銅回收純度達(dá)99.5%,電流效率>80%。某電鍍廠循環(huán)水處理案例顯示,年回收銅2.5噸,經(jīng)濟(jì)效益與環(huán)境效益明顯。 電化學(xué)技術(shù)處理效果立竿見(jiàn)影。上海吸收塔電極設(shè)備
工作電極主要用于研究電化學(xué)反應(yīng)的實(shí)驗(yàn),研究人員期望在該電極上發(fā)生所關(guān)注的特定電化學(xué)反應(yīng)。對(duì)于工作電極,有諸多要求。它可以是固體,也可以是液體,各類能導(dǎo)電的固體材料基本都能作為工作電極。同時(shí),所研究的電化學(xué)反應(yīng)不能受電極自身其他反應(yīng)的干擾,并且要能在較寬的電位區(qū)域內(nèi)進(jìn)行測(cè)定,還必須保證電極不與溶劑或電解液組分發(fā)生反應(yīng)。常見(jiàn)的 “惰性” 固體電極材料如玻碳、鉑、金等常被選用,以滿足實(shí)驗(yàn)需求。
醫(yī)用電極在醫(yī)療領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用,以心電圖機(jī)為例,電極需要被準(zhǔn)確放置在患者皮膚上,用于檢測(cè)心臟的電活動(dòng)。心臟在跳動(dòng)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生微弱的電信號(hào),這些信號(hào)通過(guò)皮膚傳導(dǎo)到電極上,電極將其收集并傳輸?shù)叫碾妶D機(jī)中,經(jīng)過(guò)處理后形成心電圖,醫(yī)生依據(jù)心電圖的波形特征,能夠判斷患者心臟的健康狀況,檢測(cè)是否存在心律失常、心肌缺血等心臟疾病,為臨床診斷提供關(guān)鍵依據(jù),在心血管疾病的診斷中具有不可替代的地位。 北京源力循壞水電極除硬系統(tǒng)電化學(xué)系統(tǒng)使冷卻塔逼近溫差降至3℃。
膜電極是利用隔膜對(duì)單種離子的透過(guò)性,或膜表面與電解液的離子交換平衡所建立的電勢(shì),來(lái)測(cè)量電液中特定離子活度的裝置。其中玻璃電極較為典型,常用于測(cè)量溶液的酸堿度。它的敏感膜能選擇性地允許氫離子通過(guò),當(dāng)膜兩側(cè)氫離子濃度存在差異時(shí),會(huì)產(chǎn)生膜電勢(shì),通過(guò)測(cè)量膜電勢(shì)就能得知溶液中的氫離子濃度,進(jìn)而確定溶液的 pH 值。離子選擇性電極同樣基于此原理,可對(duì)特定離子如鈉離子、鉀離子等進(jìn)行精細(xì)檢測(cè),在環(huán)境監(jiān)測(cè)、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。
電鍍法也是制備鈦電極的重要手段。在電鍍過(guò)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(guò)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(shí),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(shí),通過(guò)調(diào)整電鍍液的配方和電鍍工藝參數(shù),還可以制備出具有特殊結(jié)構(gòu)和性能的涂層,滿足不同的應(yīng)用需求 。脈沖電解模式剝離生物膜效率提升40%。
鈦電極表面的活性涂層賦予了其高催化活性。通過(guò)合理設(shè)計(jì)和制備活性涂層,能夠明顯降低電化學(xué)反應(yīng)的過(guò)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(jìn)行,降低了能耗。在有機(jī)電合成領(lǐng)域,鈦電極的高催化活性能夠促進(jìn)有機(jī)化合物的氧化或還原反應(yīng),實(shí)現(xiàn)一些傳統(tǒng)化學(xué)方法難以完成的合成過(guò)程,為有機(jī)合成開(kāi)辟了新途徑,在精細(xì)化工產(chǎn)品生產(chǎn)中具有重要應(yīng)用價(jià)值。電化學(xué)處理循環(huán)水滿足地表水Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)。貴州循壞水電極除硬
電化學(xué)氧化分解PFOA脫氟率>99%。上海吸收塔電極設(shè)備
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(yáng)極在紫外光激發(fā)下產(chǎn)生電子-空穴對(duì),與電生成的·OH協(xié)同降解污染物,對(duì)雙酚A的礦化率比單獨(dú)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(jī)廢水。此外,電氧化與膜過(guò)濾結(jié)合(如電化學(xué)膜生物反應(yīng)器)能同步實(shí)現(xiàn)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(shè)計(jì)問(wèn)題。上海吸收塔電極設(shè)備