吉林海水淡化电极设施

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。电化学方法处理成本低于传统工艺。吉林海水淡化电极设施

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。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。吉林海水淡化电极设施电化学方法使碳钢腐蚀速率降至0.02mm/a。

钛电极表面的活性涂层赋予了其高催化活性。通过合理设计和制备活性涂层，能够明显降低电化学反应的过电位，加快反应速率。以钛基二氧化钌电极在氯碱工业为例，其表面的二氧化钌涂层能够有效催化氯离子氧化生成氯气的反应，使得反应在较低的电压下进行，降低了能耗。在有机电合成领域，钛电极的高催化活性能够促进有机化合物的氧化或还原反应，实现一些传统化学方法难以完成的合成过程，为有机合成开辟了新途径，在精细化工产品生产中具有重要应用价值。

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。电沉积Zn-PO₄涂层使清洗周期延长6倍。

钛电极是以钛为基体，通过表面改性处理制备而成的电极材料。钛作为一种具有高比强度、良好耐腐蚀性的金属，为电极提供了稳定的机械支撑。在电极制备过程中，通常会在钛基体表面涂覆一层或多层具有电催化活性的物质，如金属氧化物、贵金属等。这些活性涂层能够明显改变电极的电化学性能，使其具备特定的电催化功能，从而在不同的电化学过程中发挥作用。例如，在氯碱工业中，钛电极的使用大幅提高了电解效率和产品质量，推动了行业的发展。钛电极的出现，为众多需要高效、稳定电极材料的领域提供了新的解决方案。

电化学除重金属同步回收有价值金属。吉林海水淡化电极设施

农药废水（如有机磷、三嗪类）具有高毒性和持久性，电氧化技术能针对性断裂其关键官能团（如P=S、C-Cl键）。以毒死蜱为例，BDD电极在pH=3条件下处理2小时，脱氯率>90%，且产物急性毒性明显降低。优化策略包括：①添加Fe²⁺引发类Fenton反应（电-Fenton），加速·OH生成；②采用流化床电极增强传质；③控制电流密度（10-15 mA/cm²）以避免过度析氧副反应。实际应用中需关注农药转化中间体的生态风险，建议结合生物毒性测试指导工艺参数选择。吉林海水淡化电极设施