鈦電極是以鈦為基體，通過(guò)表面改性處理制備而成的電極材料。鈦?zhàn)鳛橐环N具有高比強(qiáng)度、良好耐腐蝕性的金屬，為電極提供了穩(wěn)定的機(jī)械支撐。在電極制備過(guò)程中，通常會(huì)在鈦基體表面涂覆一層或多層具有電催化活性的物質(zhì)，如金屬氧化物、貴金屬等。這些活性涂層能夠明顯改變電極的電化學(xué)性能，使其具備特定的電催化功能，從而在不同的電化學(xué)過(guò)程中發(fā)揮作用。例如，在氯堿工業(yè)中，鈦電極的使用大幅提高了電解效率和產(chǎn)品質(zhì)量，推動(dòng)了行業(yè)的發(fā)展。鈦電極的出現(xiàn)，為眾多需要高效、穩(wěn)定電極材料的領(lǐng)域提供了新的解決方案。

電極電氧化是一種通過(guò)陽(yáng)極表面直接或間接氧化降解污染物的電化學(xué)技術(shù)。其機(jī)制包括兩種路徑：一是污染物在陽(yáng)極表面直接失去電子（直接氧化），二是陽(yáng)極生成強(qiáng)氧化性活性物種（如羥基自由基·OH、活性氯等）引發(fā)間接氧化。以硼摻雜金剛石（BDD）電極為例，其寬電位窗口（>2.5 V vs. SHE）可高效產(chǎn)生·OH，實(shí)現(xiàn)有機(jī)物的完全礦化。典型反應(yīng)中，有機(jī)物（R）被氧化為CO?和H?O：R + ·OH → CO? + H?O + 其他產(chǎn)物。此外，電解質(zhì)類型明顯影響反應(yīng)路徑：含Cl?介質(zhì)中會(huì)生成HClO/ClO?，而SO?2?介質(zhì)則依賴·OH主導(dǎo)氧化。該技術(shù)的效率由電流密度、電極材料、pH值和傳質(zhì)條件共同決定，需通過(guò)優(yōu)化參數(shù)平衡降解速率與能耗。甘肅數(shù)據(jù)中心電極除硬系統(tǒng)電化學(xué)方法使色度從500倍降至10倍以下。

溶解氧（DO）在電極氧化中扮演復(fù)雜角色：一方面作為去極化劑加速金屬溶解（如4Fe+3O?→2Fe?O?），另一方面在適當(dāng)條件下促進(jìn)保護(hù)性氧化膜形成。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，當(dāng)DO從0.1mg/L升至8mg/L時(shí)，碳鋼腐蝕速率可從0.01mm/a增至0.15mm/a。但在pH>9的堿性環(huán)境中，DO會(huì)促進(jìn)γ-Fe?O?致密膜生成，反而抑制腐蝕。這種濃度-效應(yīng)的非線性關(guān)系要求在實(shí)際監(jiān)測(cè)中必須精確控制DO水平。

氧化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)受電荷轉(zhuǎn)移、物質(zhì)擴(kuò)散等多因素控制。對(duì)于鐵電極，在pH=7的中性水中，其氧化電流密度通常為10??-10??A/cm2。當(dāng)形成鈍化膜后，電流密度可降至10??A/cm2以下。值得注意的是，氯離子存在時(shí)會(huì)使鈍化膜局部破裂，產(chǎn)生微米級(jí)的活性溶解點(diǎn)，此時(shí)電流密度呈現(xiàn)脈動(dòng)特征，這種非線性動(dòng)力學(xué)行為給電極壽命預(yù)測(cè)帶來(lái)挑戰(zhàn)。通過(guò)電化學(xué)阻抗譜（EIS）可有效表征這些動(dòng)力學(xué)過(guò)程。

一般循環(huán)水管壁的生物膜難以通過(guò)常規(guī)殺菌劑清洗，電化學(xué)生成的氫氧自由基（·OH）可氧化破壞生物膜胞外聚合物（EPS），實(shí)現(xiàn)物理剝離。采用脈沖電解模式（頻率100 Hz，占空比50%）時(shí)，鈦基電極產(chǎn)生的·OH能滲透至生物膜深層，剝離效率比連續(xù)電解提高40%。某制藥廠案例中，每周運(yùn)行2小時(shí)電化學(xué)處理，生物膜厚度從500 μm降至50 μm以下，換熱效率恢復(fù)至設(shè)計(jì)值的95%。需注意高濃度·OH可能腐蝕非金屬管道（如PVC），建議配合緩蝕劑投加。電化學(xué)活化水技術(shù)年運(yùn)行費(fèi)用降低55%。

PFAS（如PFOA、PFOS）因C-F鍵能高（~116 kcal/mol），常規(guī)方法幾乎無(wú)法降解。電氧化技術(shù)通過(guò)陽(yáng)極生成的·OH和空穴（h?）攻擊PFAS的羧基或磺酸基，逐步脫氟并縮短碳鏈。BDD電極在10 mA/cm2下處理PFOA 4小時(shí)，脫氟率>95%，且無(wú)短鏈PFAS積累。優(yōu)化方向包括：①提高電極對(duì)PFAS的吸附能力（如碳納米管修飾）；②添加助催化劑（如Ce3?）促進(jìn)C-F鍵斷裂；③開(kāi)發(fā)電流密度（<2 mA/cm2）的長(zhǎng)周期運(yùn)行模式以降低能耗。該技術(shù)已被美國(guó)EPA列為PFAS處理推薦技術(shù)之一。

三維電極處理苯酚廢水效率提高50%。青海源力循壞水電極

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 。青海源力循壞水電極