电极

在实际应用中，被研究的电极被称作工作电极（W），在电化学分析法中也称为指示电极。为了测量工作电极的电势，通常会将其与参比电极（R）组成二电极测量电池。当需要使工作电极发生极化时，则需额外引入一个辅助电极（C），组成三电极测量电池系统。为降低电液中欧姆电位降（IR）对工作电极电势测量的误差，参比电极与电解液连接处常采用毛细管，即鲁金毛细管，使其尽可能靠近工作电极，以提高测量的精度。多重电极与单一电极不同，其电极界面上存在多种电极反应。当不太纯的锌浸入硫酸中时，【Zn|H₂SO₄】电极上就可能同时发生锌原子失去电子生成锌离子的反应，以及氢离子得到电子生成氢气的反应，且这两个反应的速率都较快，因此该电极属于二重电极。金属腐蚀体系常常呈现出多重电极的特性，由于存在多种反应，多重电极的静态电势需根据不同反应的极化曲线和极化规律来综合判断，其电化学反应过程相对复杂，给研究和应用带来了一定挑战。循环水电化学处理实现节能减排。电极

电极电氧化是一种通过阳极表面直接或间接氧化降解污染物的电化学技术。其机制包括两种路径：一是污染物在阳极表面直接失去电子（直接氧化），二是阳极生成强氧化性活性物种（如羟基自由基·OH、活性氯等）引发间接氧化。以硼掺杂金刚石（BDD）电极为例，其宽电位窗口（>2.5 V vs. SHE）可高效产生·OH，实现有机物的完全矿化。典型反应中，有机物（R）被氧化为CO₂和H₂O：R + ·OH → CO₂ + H₂O + 其他产物。此外，电解质类型明显影响反应路径：含Cl⁻介质中会生成HClO/ClO⁻，而SO₄²⁻介质则依赖·OH主导氧化。该技术的效率由电流密度、电极材料、pH值和传质条件共同决定，需通过优化参数平衡降解速率与能耗。江苏循坏水电极设备电解水析氢技术提升换热系数15-20%。

膜电极是利用隔膜对单种离子的透过性，或膜表面与电解液的离子交换平衡所建立的电势，来测量电液中特定离子活度的装置。其中玻璃电极较为典型，常用于测量溶液的酸碱度。它的敏感膜能选择性地允许氢离子通过，当膜两侧氢离子浓度存在差异时，会产生膜电势，通过测量膜电势就能得知溶液中的氢离子浓度，进而确定溶液的 pH 值。离子选择性电极同样基于此原理，可对特定离子如钠离子、钾离子等进行精细检测，在环境监测、生物医学等领域发挥重要作用。

PPCPs（如防晒剂）在水体中持续积累，传统工艺难以有效去除。电氧化技术可通过自由基攻击实现PPCPs的分子结构破坏。以磺胺甲恶唑（SMX）为例，BDD电极在10 mA/cm²电流密度下处理2小时，SMX降解率>95%，且毒性评估显示中间产物无生态风险。关键挑战在于PPCPs的低浓度（ng/L~μg/L）和高背景有机物干扰，需通过提高电极选择性（如分子印迹改性）或耦合前置吸附工艺来增强靶向降解。此外，实际水体中碳酸盐等自由基淬灭剂会降低效率，需优化反应条件以抑制副反应。电化学除重金属同步回收有价值金属。

钛电极具有良好的稳定性，包括化学稳定性和机械稳定性。在长期的电化学过程中，其表面的活性涂层不易发生脱落、溶解或结构变化，能够保持稳定的电催化性能。同时，钛基体的度和良好的韧性，使得电极在受到机械振动、热应力等外界因素影响时，依然能够保持结构完整。例如，在电解水制氢设备中，钛电极需要在连续的电解过程中保持稳定的工作状态，其化学和机械稳定性确保了设备的长期稳定运行，减少了因电极性能下降而导致的设备停机维护次数。电化学-膜技术实现循环水零排放。山东海水淡化电极

电化学气浮微气泡粒径10-30μm。电极

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%。电极