山东工业电极设施

电极氧化反应遵循电化学热力学原理，可用能斯特方程描述电极电位与反应物浓度的关系。以铁电极为例，其氧化反应Fe→Fe²⁺+2e⁻的标准电极电位为-0.44V（vs SHE）。当系统电位超过该值，热力学上即可发生自发氧化。在实际水系统中，溶解氧的存在会显著提高氧化电位，例如O₂+2H₂O+4e⁻→4OH⁻反应的标准电位达+0.40V，二者耦合构成腐蚀电池。温度每升高10℃，氧化反应速率通常提高1.5-2倍，这对高温循环水系统的电极选材提出更高要求。循环水电极处理系统运行稳定。山东工业电极设施

为克服单一电氧化的局限性，常将其与光催化、臭氧氧化或生物处理联用。例如，电氧化-光催化（EO-PC）系统中，TiO₂光阳极在紫外光激发下产生电子-空穴对，与电生成的·OH协同降解污染物，对双酚A的矿化率比单独电氧化提高40%。电氧化-生物耦合工艺（如前置电氧化提高废水可生化性）可降低能耗，适用于高浓度有机废水。此外，电氧化与膜过滤结合（如电化学膜生物反应器）能同步实现污染物降解和固液分离，但需解决膜污染和电极-膜模块集成设计问题。湖南循坏水电极需求电化学氧化降药物完全无残留。

钛电极可以根据不同的标准进行分类。按照涂层材料的不同，可分为钛基二氧化钌电极、钛基二氧化铱电极等。钛基二氧化钌电极常用于氯碱工业电解制氯，其对析氯反应具有良好的电催化活性和稳定性；钛基二氧化铱电极则在酸性介质中表现出优异的析氧性能，常用于电镀、电合成等领域。依据电极的用途，又可分为阳极和阴极。阳极在电解过程中发生氧化反应，阴极则发生还原反应，不同的电极用途决定了其表面涂层和结构的设计差异，以满足特定的电化学需求 。

金属氧化生成的腐蚀产物（如Fe₃O₄、γ-FeOOH）本身具有半导体特性，其禁带宽度影响电子转移效率。例如α-Fe₂O₃（Eg=2.2eV）比γ-Fe₂O₃（Eg=2.0eV）更稳定。这些氧化物还可能参与光电化学反应，在光照条件下产生额外光电流，导致传统电位测量出现偏差。现在研究正尝试利用这种特性开发自供能监测传感器。

在拉伸应力和腐蚀介质共同作用下，电极材料会发生SCC。以奥氏体不锈钢在Cl⁻环境为例，其裂纹扩展速率可达10⁻⁶-10⁻⁵mm/s。电化学噪声检测发现，SCC过程中会出现特征性的电流/电位突跳信号，这些瞬态响应与位错滑移、膜破裂等微观事件直接相关，为早期预警提供了新思路。 电化学活化水技术年运行费用降低55%。

含油废水常见于石化、食品加工等行业，其高COD和乳化特性使传统处理方法效率低下。电氧化技术可通过阳极产生的·OH和活性氧物种（如O₂⁻）破坏油滴表面的乳化剂，实现破乳和有机物降解。例如，采用Ti/SnO₂-Sb电极处理乳化油废水时，COD去除率可达80%以上，且油滴粒径从10 μm降至1 μm以下。关键挑战在于电极污染（油膜覆盖导致活性位点失活），需通过脉冲电流或周期性极性反转（PRS技术）缓解。此外，耦合气浮工艺可提升油污分离效率，而低温等离子体辅助电氧化能进一步降低能耗。未来需开发疏油-亲水双功能电极材料以增强抗污性。电化学除垢技术使结垢速率降低80%以上。北京海水淡化电极除硬

循环水电化学处理实现节能减排。山东工业电极设施

循环水中的钙镁离子易形成碳酸钙和硫酸钙垢，电化学除垢技术通过阴极反应（2H₂O + 2e⁻ → H₂↑ + 2OH⁻）提高局部pH，促使成垢离子（Ca²⁺、Mg²⁺）以疏松形式析出并随排污水排除。采用网状不锈钢阴极时，垢层主要成分为文石型CaCO₃（非粘附性），可通过自动刮垢装置清洗。关键参数包括电流密度（10-30 mA/cm²）、水温（<60℃）和停留时间（>30分钟）。某电厂循环水系统应用后，换热管结垢速率从3 mm/年降至0.5 mm/年，同时节水15%（减少排污量）。该技术的瓶颈在于高硬度水质（>500 mg/L CaCO₃）时能耗上升，需配合水质软化预处理。山东工业电极设施