山西循坏水电极设施

循环水pH值的稳定对抑制腐蚀和结垢至关重要。电化学pH调节技术通过电解水反应（阳极：2H₂O→4H⁺+O₂+4e⁻；阴极：2H₂O+2e⁻→2OH⁻+H₂）实现酸碱的精细调控。采用分隔式电解槽时，阴极室pH可升至10-11用于防垢，阳极室pH降至2-3用于酸性清洗。某化工厂采用钛基铱钽电极系统，通过PLC控制电流密度（5-15 mA/cm²）将循环水pH稳定在8.5±0.3，相比传统酸碱加药减少药剂消耗60%。该技术特别适用于高碱度水质（M-alk>300 mg/L），但需注意阴极室可能生成Ca(OH)₂沉淀，需配置超声波防垢装置。铝电极电絮凝处理含油废水，SS去除率>90%。山西循坏水电极设施

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。

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。

电极的制备工艺对其电化学性能至关重要。以钛基涂层电极为例，典型制备流程包括基体预处理（喷砂、酸蚀）、涂层溶液配制（如RuCl₃和IrCl₃的混合溶液）和热分解氧化（多次涂覆-烧结循环）。溶胶-凝胶法可制备均匀的纳米氧化物涂层，而电沉积法则适合精确控制贵金属（如Pt）的负载量。关键挑战在于涂层与基体的结合力不足导致的剥落问题，可通过引入中间层（如Ta₂O₅）或等离子喷涂技术改善。此外，新兴的原子层沉积（ALD）技术能实现单原子级精度，用于制备超薄、高活性电极涂层。电化学方法处理成本低于传统工艺。

微电极的工作面积十分微小，其电极面积大小界限虽不十分严格，但这种小尺寸特性赋予了它独特优势。一方面，微电极实现了电极的微型化，在一些对空间要求极高的微纳器件或生物体内检测场景中，能轻松适配。另一方面，在电化学分析中，尽管整个电极并非微型化，但其极小的工作面积可使电极反应时发生明显的极化作用。通过微电极指示出的扩散电流与离子浓度存在线性关系，借此可精确测知溶液中离子的浓度，在痕量分析等方面表现出色。循环水电化学处理设备紧凑。新疆电极设施

电化学-膜技术实现循环水零排放。山西循坏水电极设施

循环水系统中微生物滋生会导致生物粘泥、管道腐蚀和换热效率下降，电极电化学技术可通过原位生成杀菌剂（如活性氯、臭氧和羟基自由基）实现高效消毒。以钛基涂层电极（Ti/RuO₂-IrO₂）为例，在含氯循环水中电解产生次氯酸（HClO），当有效氯浓度维持在0.5-2 mg/L时，对异养菌的杀灭率超过99.9%。相比传统化学加药（如二氧化氯），电化学法具有精细控量、无药剂残留的优势。系统设计需考虑电流密度（通常1-5 mA/cm²）、流速（>0.5 m/s防止结垢）和电极寿命（涂层稳定性>5年）。某石化厂案例显示，该技术使杀菌成本降低40%，且避免了化学药剂对设备的腐蚀风险。山西循坏水电极设施