山东工业电极设施

高盐循环水易导致设备腐蚀和结垢，电化学离子交换（EDI）技术结合离子交换树脂与直流电场，可连续脱除Ca²⁺、Mg²⁺和Cl⁻等离子。以填充混床树脂的电渗析模块为例，在15 V电压下，硬度离子去除率>90%，产水电阻率可达5 MΩ·cm。相比传统离子交换，EDI无需酸碱再生，且自动化程度高。设计要点包括：①树脂选择（强酸/强碱型）；②隔板流道优化（防堵塞）；③极水循环（防结垢）。某电子厂超纯水系统中，EDI使再生废水排放量减少95%，运行成本降低30%。电化学系统维护简单方便。山东工业电极设施

PFAS（如PFOA、PFOS）因C-F键能高（~116 kcal/mol），常规方法几乎无法降解。电氧化技术通过阳极生成的·OH和空穴（h⁺）攻击PFAS的羧基或磺酸基，逐步脱氟并缩短碳链。BDD电极在10 mA/cm²下处理PFOA 4小时，脱氟率>95%，且无短链PFAS积累。优化方向包括：①提高电极对PFAS的吸附能力（如碳纳米管修饰）；②添加助催化剂（如Ce³⁺）促进C-F键断裂；③开发电流密度（<2 mA/cm²）的长周期运行模式以降低能耗。该技术已被美国EPA列为PFAS处理推荐技术之一。

氯离子对电极氧化的影响主要体现在：①竞争吸附破坏钝化膜（Cl⁻与O²⁻竞争金属表面位点）；②形成可溶性金属氯配合物（如FeCl⁺）；③形成酸性微环境。当Cl⁻浓度超过300mg/L时，316不锈钢的点蚀电位会从+0.35V骤降至+0.05V。值得注意的是，Cl⁻/SO₄²⁻比值超过0.5时，协同效应会明显加剧腐蚀，这解释了为何海水冷却系统需要特种合金电极。

硫酸盐还原菌（SRB）等微生物可通过独特机制加速电极氧化：①分泌酸性代谢物；②形成差异通气电池；③直接参与电子转移。研究发现SRB存在时，碳钢腐蚀速率可达无菌环境的5-10倍。更复杂的是，微生物生物膜会导致电极表面pH梯度变化，某些区域pH可低至2-3，这种微区酸化现象常规探头难以检测，需借助微电极阵列进行空间分辨测量。

循环水中的油类、缓蚀剂和工艺泄漏有机物会加速微生物繁殖，电化学高级氧化（EAOPs）技术可将其降解为小分子或矿化。以BDD电极为例，其产生的羟基自由基（·OH）能无选择性地攻击有机物，COD去除率可达70-90%。对于含聚丙烯酸类阻垢剂的循环水，在10 V电压下处理2小时，TOC降解率超过80%，且降解产物无生物毒性。系统需优化极板间距（<10 mm降低欧姆损耗）和流量分布（避免短流）。某钢铁厂案例中，电氧化单元使循环水COD稳定控制在30 mg/L以下，减少了生物粘泥导致的停机清洗频率。

活性层是电极的重要部分，通常由具备电化学活性的材料构成。在电池电极中，活性层材料的特性决定了电池的充放电性能、容量大小等关键指标。例如在锂离子电池中，阴极的活性层材料如锂钴氧化物，其晶体结构和化学性质影响着锂离子的嵌入和脱出过程，进而影响电池的能量密度和循环寿命。在其他电化学反应中，活性层材料能够通过自身的氧化还原反应，实现电子的转移，推动反应的进行，是决定电极功能的关键因素。

导电层在电极中起着至关重要的电子传输作用，它的存在保证了电子能够高效地进出活性层。为了实现良好的导电性能，导电层通常选用高导电率的材料，如金属铜、银等。在设计导电层时，还需考虑其与活性层和基底的兼容性，确保各层之间能够紧密结合，减少电子传输过程中的阻力。此外，导电层的厚度和结构也会对电子传输效率产生影响，需要根据具体的应用需求进行优化设计，以提高电极的整体性能。 电化学除氧技术将溶解氧降至0.1mg/L以下。青海数据中心电极设备

电化学氧化分解PFOA脱氟率>99%。山东工业电极设施

电极材料是电氧化技术的重要部分，其催化活性、稳定性和成本直接决定应用可行性。目前研究较多的包括金属氧化物电极（如Ti/RuO₂、Ti/PbO₂）、BDD电极及碳基电极（如石墨、碳毡）。Ti/RuO₂电极具有高析氧电位（1.6 V vs. SHE），适合处理含氯废水，但易发生析氧副反应；Ti/PbO₂电极成本较低且催化活性强，但长期运行后Pb溶出可能造成二次污染。BDD电极因其化学惰性和超高氧析出电位（>2.3 V）成为难降解有机物处理的理想选择，但制备成本限制了大规模应用。未来趋势是开发复合涂层电极（如SnO₂-Sb/Ti）或非贵金属催化剂，以兼顾性能与经济性。山东工业电极设施