在實際應用中,被研究的電極被稱作工作電極(W),在電化學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。當需要使工作電極發生極化時,則需額外引入一個輔助電極(C),組成三電極測量電池系統。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。當不太純的鋅浸入硫酸中時,【Zn|H?SO?】電極上就可能同時發生鋅原子失去電子生成鋅離子的反應,以及氫離子得到電子生成氫氣的反應,且這兩個反應的速率都較快,因此該電極屬于二重電極。金屬腐蝕體系常常呈現出多重電極的特性,由于存在多種反應,多重電極的靜態電勢需根據不同反應的極化曲線和極化規律來綜合判斷,其電化學反應過程相對復雜,給研究和應用帶來了一定挑戰。 電化學氧化分解PFOA脫氟率>99%。山東源力循壞水電極除硬系統

工業廢水成分復雜,常含有毒、難降解有機物(如酚類、染料、農藥),而電氧化技術對此類污染物表現出獨特優勢。例如,在焦化廢水處理中,采用Ti/SnO?-Sb?O?電極可將苯酚濃度從500 mg/L降至5 mg/L以下,COD去除率達85%。對于印染廢水,電氧化能同時實現脫色(降解偶氮鍵)和COD削減,如使用Ti/Pt陽極時,活性艷紅X-3B的脫色率在60分鐘內達99%。該技術的工業化應用需解決電極壽命(如涂層剝落問題)和能耗優化(如采用脈沖電流),目前已有模塊化電氧化反應器用于電鍍、制藥等行業的中試案例。新疆電極電化學-超濾耦合工藝使回用率達90%。

氯離子對電極氧化的影響主要體現在:①競爭吸附破壞鈍化膜(Cl?與O2?競爭金屬表面位點);②形成可溶性金屬氯配合物(如FeCl?);③形成酸性微環境。當Cl?濃度超過300mg/L時,316不銹鋼的點蝕電位會從+0.35V驟降至+0.05V。值得注意的是,Cl?/SO?2?比值超過0.5時,協同效應會明顯加劇腐蝕,這解釋了為何海水冷卻系統需要特種合金電極。
硫酸鹽還原菌(SRB)等微生物可通過獨特機制加速電極氧化:①分泌酸性代謝物;②形成差異通氣電池;③直接參與電子轉移。研究發現SRB存在時,碳鋼腐蝕速率可達無菌環境的5-10倍。更復雜的是,微生物生物膜會導致電極表面pH梯度變化,某些區域pH可低至2-3,這種微區酸化現象常規探頭難以檢測,需借助微電極陣列進行空間分辨測量。
隨著人們對水質要求的不斷提高,鈦電極在水處理領域發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,能夠產生具有強氧化性的活性物質,如羥基自由基等,這些活性物質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、無二次污染等優點。同時,鈦電極還可用于消毒殺菌,通過電解產生的氯氣、次氯酸等物質殺滅水中的細菌和病毒,保障飲用水的安全。鋁電極電絮凝處理含油廢水,SS去除率>90%。

電極可分為陽極和陰極,在電化學電池中,發生氧化作用的電極是陽極,該過程中物質失去電子;發生還原作用的電極是陰極,物質在這一過程中得到電子。例如在常見的鋰離子電池中,充電時,鋰離子從正極脫出,通過電解質嵌入負極,此時正極是陽極,負極是陰極;放電時則相反,鋰離子從負極脫出,通過電解質嵌入正極,電極的陰陽極角色發生轉換,正是這種陰陽極之間的氧化還原反應,實現了電池的充放電過程。
參比電極在電化學測量中扮演著不可或缺的角色,它為其他電極提供穩定的參考電位。在復雜的電化學體系中,由于各種因素的影響,單個電極的電位難以直接準確測量,而參比電極的電位具有高度的穩定性和重現性。將參比電極與待測電極組成測量電池,通過測量電池的電動勢,就能依據參比電極的已知電位,精確推算出待測電極的電位,為研究電化學反應的機理、電極材料的性能等提供了可靠的電位基準,廣泛應用于科研、工業生產中的電化學分析等領域。 循環水電化學處理實現節能減排。貴州海水淡化電極除硬系統
電化學處理使抗性基因豐度下降2個數量級。山東源力循壞水電極除硬系統
含油廢水常見于石化、食品加工等行業,其高COD和乳化特性使傳統處理方法效率低下。電氧化技術可通過陽極產生的·OH和活性氧物種(如O??)破壞油滴表面的乳化劑,實現破乳和有機物降解。例如,采用Ti/SnO?-Sb電極處理乳化油廢水時,COD去除率可達80%以上,且油滴粒徑從10 μm降至1 μm以下。關鍵挑戰在于電極污染(油膜覆蓋導致活性位點失活),需通過脈沖電流或周期性極性反轉(PRS技術)緩解。此外,耦合氣浮工藝可提升油污分離效率,而低溫等離子體輔助電氧化能進一步降低能耗。未來需開發疏油-親水雙功能電極材料以增強抗污性。山東源力循壞水電極除硬系統