抗氧化与防腐蚀的电化学研究
化学镀镍层抗氧化性的电化学研究
胡光辉。李大树。柴志强，蒙继龙
(1．安捷利(番禺)电子实业有限公司，广东广州511455；2．华南理工大学机械工程学院，广东广州510640)
[摘要] 运用电化学方法研究了化学镀镍层经化学钝化处理和未化学钝化处理时抗氧化能力的变化情况，同时讨论了在自制复合添加剂AKM H(由一种有机二元酸和一种含氮有机物复配而成)作用下。镀层抗硝酸黑化时间增加及镀层阳极氧化峰发生正移的现象。试验表明，化学钝化处理的和镀液中使用添加剂的镀层具有更好的抗氧化性能。通过分析添加剂AKM—H对次亚磷酸钠氧化的促进和对镍还原的抑制机理，认为AKM—H是通过改变镀层的晶态结构而提高其抗氧化性能的。[关键词] 化学镀镍；抗氧化性能；电化学；正交试验[中图分类号]TQ153．1 [文献标识码]A [文章编号]1001—1560(2006)12—0064—03
O 前言
化学镀镍层的抗氧化和耐盐雾腐蚀能力易被混淆，虽然有时抗氧化性好的镀层其耐盐雾腐蚀性能也好，但是两者还是有区别的。最简单的区别方法是通过硝酸黑化试验和盐雾试验来分别评价抗氧化性和耐盐雾腐蚀性能[1.2]。试验发现，有时抗氧化能力提高的镀层，其耐盐雾腐蚀的能力并没有多大改善。电化学分析方法常用来分析金属的腐蚀或抗氧化能力，在分析镀液中添加剂的影响时更表现出其独特的作用，如研究化学镀镍液中硫脲的作用一。本工作主要通过电化学方法，分析了使用化学钝化液和混合添加剂(AKM—H)后化学镀镍层抗氧化性能的提高情况。
1 试验
(1)化学镀镍药水为日本奥野UPC系列。具体的流程如下：除油(35℃，l～3 rain)一水洗微蚀(100 mL／L SPS，40 mL／L H2SO4，25 ，1 min)水洗预浸(100 mlJ1 HC1) 活化(50 mg／LPd“，25℃，1 mln)一水洗一化学镀镍。镀镍的工艺参数为：4．4～5．0 g／L Ni¨，22．0～28．0 g／LNaH2PO ，pH值4．8～5．6，沉积温度8O℃，时间12 rain。镀层厚度采用x射线荧光测厚仪测量，施镀12 rain的厚度为2．5～3．0 m。正交试验设计：采用 (3 )正交表，四因素分别为温度(78，83，88℃)、pH值(4．8，5．2，5．6)、次亚磷酸钠浓度(22，25，28 g／L)、添加剂AKM，H用量(1，3，5 mL／L)。评价指标为抗硝酸黑化的时间。
(2)添加剂AKM—H为自行研制的复合添加剂，主要由一种有机二元酸和一种含N的有机化合物复配而成，组成比为l：3，pH<6，主要通过改变镀层结构和P含量实现抗氧化性能的提高，使用浓度为1．0～5．0 mL／L。黑化试验：1：1硝酸。化学钝化液主要成分：lO g／L重铬酸钾，温度8O cI=，时间5 rain。
(3)用CHI 660B电化学工作站进行循环伏安法、线性扫描伏安法试验。以饱和甘汞电极为参比电极，以铂电极为对电极，在自制铜电极上进行化学镀镍(面积为1 cm。)，得到所需的电极为研究电极，电解液分别为5％的硝酸和化学镀镍溶液。
2 结果与讨论
2．1 钝化处理对氧化性能的影响研究
在1：1硝酸中进行黑化试验，发现化学钝化前后的化学镀镍层抗黑化能力差别很大，未钝化的镀层黑化时问仅为5 s，而钝化处理后的化学镀镍层黑化时间可超过60 s。为了详细分析钝化与未钝化化镍层的抗氧化能力，在5％硝酸电解液中进行了电化学氧化试验，所得结果见图1和图2.
由图1发现，未经钝化处理的镀层自0，13 V出现电化学钝化现象，但维持钝化的区间很窄，在0．20 V之后就发生了过钝化现象。经化学钝化处理后化学镀镍层在整个试验过程中未出现电化学钝化现象，但其氧化电流比未化学钝化的小，尤其是在电位小于0．15 V时，这种差别更明显。当电位大于0．20 V时，可能因为钝化膜被破坏，使得化学钝化和未化学钝化的镀层氧化电流接近。由图2可见，经过化学钝化处理的镀层，在电化学反应过程中参与反应的电量远小于未化学钝化的镀层。比较图l和2发现，两者虽然都能体现出化学钝化处理的镀层比未化学钝化处理的镀层具有更好的抗氧化能力，但是图1能够反映比较细节的信息，而图2则主要从整体上反映了作用结果。
2．2 添加剂提高镀层抗氧化能力的研究
试验发现，化学镀镍溶液中添加AKM—H之后，镀层抗硝酸黑化时间也可达到大于60 S的效果。一般认为?，化学镀镍层抗硝酸黑化的时间达到20 S，就称得上具有好的抗氧化能力了。
为了解AKM—H提高镀层抗硝酸黑化能力的情况，进行了电化学分析。图3为化学镀镍溶液中进行的循环伏安试验，从伏安曲线上可观察到未添加AKM．H时，在一0．70 V出现阴极还原峰，而在一0．32 V附近出现阳极氧化峰。添加AKM H之后，在一0．74 V附近的还原峰被削弱，而阳极氧化峰正移到一0．10 V附近。氧化峰的正移表明镍层的抗氧化能力提高，抗氧化能力的提高应与添加剂改变了镀层的晶态结构相关。因此，需进一步分析AKM—H对次亚磷酸钠的氧化和镍的还原所起的作用。
图4是AKM—H对次亚磷酸钠氧化和镍的还原影响的线性扫描伏安曲线。由图4可以看出，当AKM．H加入量逐渐增加时，次亚磷酸钠的氧化电流随着逐渐增大，而镍的还原电流却逐渐减小。该结论可以合理地解释图3中一0．74 V 附近还原峰被AKM—H削弱，而正向扫描过程中，氧化电流被AKM—H加强的原因。
由图3和图4可知，AKM—H在化学镀镍过程中对次亚磷酸钠的氧化具有促进作用，而对镍的还原具有抑制作用。镀液中添加AKM-H后，町能会改变镀层中镍磷的百分含量，导致镀层的晶态结构发生变化，因此改变了晶态结构，更有利于提高抗硝酸的氧化能力。
2．3 添加剂的最佳作用条件
为了探讨镀液温度、pH值、添加剂以及次亚磷酸钠浓度对抗氧化作用的影响，采用L (3 )正交法设计了优选试验，
结果表明，添加剂和pH值都是显著因素，各因素的作用大小次序如下：添加剂>pH值>次亚磷酸钠>温度。通过直
观分析和方差分析，并综合节能等方面的考虑，获得了提高抗氧化能力的化学镀镍最佳工艺条件为：4．8 g／LNi
“，25．0 g／L NaH，PO，，3 mL／L AKM-H ，pH值5．6，沉积温度83℃。
试验过程中发现，在其他因素不变的情况下，pH值越大，镀层的抗氧化能力越好，但P含量降低。这表明镀层的
抗氧化能力提高除了与镀层的P含量有关外，镀层的结构改善也是重要的因素。
3 结论
(1)未经化学钝化处理的化学镀镍层在进行电化学试验时存在电化学钝化现象，而经过化学钝化的镀层不存在电
化学钝化现象；而且化学钝化镀层的氧化电流和电量小于未化学钝化的镀层。
(2)通过AKM—H对次亚磷酸钠氧化和镍还原的电化学分析以及正交试验获得的最佳镀液组成，可认为添加剂AKM．H
提高镀层抗氧化性能的作用不仅与改变镀层的P含量相关，而且与改变镀层结构相关。
(3)最佳的化学镀镍工艺条件为：4．8 g／LN ，25．0 g／L NaH，PO2，3．0 mlML AKM-H，pH值
5．6，沉积温度83℃。
[ 参考文献 ]’
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电化学在金属防腐蚀中的应用
应用电化学结课论文 电化学在金属防腐蚀中的应用 化工132班 李旭 2013012059
-摘要： 金属与环境组分发生化学反应而引起的表面破坏被称为金属腐蚀。据统计，全世界现存的钢铁及金属设备大约每年腐蚀率为10%，全世界每年因腐蚀损失约高于7000亿美元。世界各发达国家每年因金属腐蚀而造成的经济损失约占其国民生产总值3.5％～4.2％，超过每年各项大灾（火灾、风灾及地震等）损失的总和。有人甚至估计每年全世界腐蚀报废和损耗的金属约为1亿吨！而国每年腐蚀掉不能回收利用的钢铁达100多吨，大致相当于宝山钢铁厂一年的产量，腐蚀损失为洪水、火灾、飓风、和地震等自然灾害综合损失的六倍，但人们往往很难意识到这种分散的、日积月累的、不知不觉中发生的腐蚀破坏的严重性。所以研究金属腐蚀和防护具有重要意义. 关键词：金属腐蚀与防护电化学保护法 一、基本原理： （一）金属材料的腐蚀机理 1、金属腐蚀的分类 按照金属的腐蚀机理的不同，可以将金属腐蚀分为三类：一是化学腐蚀，二是电化学腐蚀，三是物理腐蚀。 2、金属电化学腐蚀的机理 （1）电化学腐蚀原因 金属的电化学腐蚀往往由于表面不同部位存在电位差而引起的，不同部位构成电池的阳极区和阴极区，从而发生开路条件下的电化学反应。金属表面存在电位差的原因有：①金属表面化学成分不均匀，杂质成分与金属本身的电位不同； ②金属组织不均匀，多相金属材料中晶界的电位通常比晶粒负，多相合金中不同相的电位各不相同；③金属的物理状态不均匀，金属在加工过程中各部分所受的应力和形变不同，通常应力和形变大的部位具有较负的电位；⑷金属表面钝化膜或涂层不完整。由于这些原因，一旦金属与电解质溶液接触或表面潮湿时，就会发生电化学反应。 （2）电化学腐蚀机理
电化学腐蚀与防护
电化学腐蚀与防护 姓名：吴三（09化学） 学号：0909401069金属腐蚀现象在日常生活中是司空见惯的，在腐蚀时,在金属的界面上发生了化学或电化学多相反应,使金属转入氧化(离子)状态.这会显著降低金属材料的强度、塑性、韧性等力学性能,破坏金属构件的几何形状,增加零件间的磨损,恶化电学和光学等物理性能,缩短设备的使用寿命,甚至造成火灾、爆炸等灾难性事故.美国1975年因金属腐蚀造成的经济损失为700亿美元,占当年国民经济生产总值的 4.2％.据统计,每年由于金属腐蚀造成的钢铁损失约占当年钢产量的10~20%.金属腐蚀事故引起的停产、停电等间接损失就更无法计算.所以金属的防腐蚀意义重大。 1.金属腐蚀的分类 金属表面由于外界介质的化学或电化学作用而造成的变质及损坏的现象或过程称为腐蚀。介质中被还原物质的粒子在与金属表面碰撞时取得金属原子的价电子而被还原，与失去价电子的被氧化的金属“就地”形成腐蚀产物覆盖在金属表面上，这样一种腐蚀过程称为化学腐蚀；不纯的金属跟电解质溶液接触时，会发生原电池反应，比较活泼的金属失去电子而被氧化，这种腐蚀叫做电化学腐蚀。钢铁在潮湿的空气中所发生的腐蚀是电化学腐蚀最突出的例子。在金属腐蚀中最为严重的就是电化学腐蚀。 金属电化学腐蚀一般分为两种：（1）析氢腐蚀；（2）吸氧腐蚀。 (1)析氢腐蚀(钢铁表面吸附水膜酸性较强时) 负极(Fe)：Fe－2eˉ=Fe2+ Fe2++2H2O= Fe(OH)2+2H+ 正极(杂质)：2H++2eˉ=H2 电池反应：Fe+2H2O=Fe(OH)2+H2↑ 由于有氢气放出，所以称之为析氢腐蚀。
(2)吸氧腐蚀(钢铁表面吸附水膜酸性较弱时) 负极(Fe)：Fe－2eˉ=Fe2+ 正极：O2+2H2O+4eˉ=4OHˉ 总反应：2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2 由于吸收氧气，所以也叫吸氧腐蚀。 析氢腐蚀与吸氧腐蚀生成的Fe(OH)2被氧所氧化，生成的4Fe(OH)3脱水生成Fe2O3铁锈。 反应式：4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3 钢铁制品在大气中的腐蚀主要是吸氧腐蚀。 Fe+2H2O=Fe(OH)2+H2↑ O2+2H2O+4eˉ→4OHˉ 2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2 2H++2eˉ→H2 析氢腐蚀主要发生在强酸性环境中，而吸氧腐蚀发生在弱酸性或中性环境中。 2.金属腐蚀的防护 从腐蚀角度保护金属材料最简单易行的方法是将材料与腐蚀环境隔离。 例如有机涂料、无机物的搪瓷等涂覆金属表面以使材料与环境隔绝。当这些保护层完整时是能起到保护作用的。这里主要介绍已经广为人们采用的电化学防腐蚀的方法。 （1）.金属镀层 在钢铁底层上常用电镀一薄层更耐腐蚀的金属（如Cr、Ni、Pb等）的方法来保护钢铁制品。如果用金属Zn、Cd等作镀层，构成腐蚀电池的极性则与上述相反，镀层微孔内裸露的钢为阴极，Zn或Cd的镀层为阳极，通过牺牲阳极，使钢得到阴极保护。镀Sn的Fe（马口铁）广泛用于食品罐头，虽然Sn的标准电极电位高于Fe，但在食品有机酸中却低于Fe,也可起牺牲阳极的作用。镀层如为贵金属（Au、Ag等）、易钝化金属（Cr、Ti）
金属的电化学腐蚀与防护
第二章金属的电化学腐蚀 通常规定凡是进行氧化反应的电极称为阳极；进行还原反应的电极就叫做阴极。由此表明，作为一个腐蚀电池，它必需包括阴极、阳极、电解质溶液和电路四个不可分割的部分。而腐蚀原电池的工作历程主要由下列三个基本过程组成： 1、阳极过程：金属溶解，以离子的形式进入溶液，并把当量的电子留在金属上； 2、阴极过程：从阳极过来的电子被电解质溶液中能够吸收电子的氧化性物质所接受； 3、电流的流动：金属部分：电子由阳极流向阴极； 溶液部分：正离子由阳极向阴极迁移。 4、腐蚀电池的类型 可以把腐蚀电池分为两大类：宏观腐蚀电池和微观腐蚀电池 一、宏观腐蚀电池 1）、异金属接触电池 2）、浓差电池 3）、温差电池 二、微观腐蚀电池 在金属表面上由于存在许多极微小的电极而形成的电池称为微电池。微电池是因金属表面的电化学的不均匀性所引起的 1、金属化学成分的不均匀性 2、组织结构的不均匀性 3、物理状态的不均匀性 4、金属表面膜的不完整性 当参与电极反应的各组分活度(或分压)都等于1，温度规定为25 C，这种状态称为标准状态，此时，平衡电位Ee等于E0，故E0称为标准电位。 由于通过电流而引起原电池两极间电位差减小并因而引起电池工作电流强度降低的现象，称为原电池的极化作用。 当通过电流时阳极电位向正的方向移动的现象，称为阳极极化。 当通过电流时阴极电位向负的方向移动的现象，称为阴极极化。 消除或减弱阳极和阴极的极化作用的电极过程称为去极化作用或去极化过程 根据控制步骤的不同，可将极化分为两类：电化学极化和浓度极化 极化分类： 电化学极化：电子转移步骤最慢为控制步骤所导致 浓度极化：电子转移步骤快，而反应物从溶液相中向电极表面运动成产物自由电极表面向溶液相内部运动的液相传质成为控制步骤 电阻极化：电流通过电解质溶液和电极表面的某种类型膜而产生的欧姆降。 产生阳极极化的原因： 1、阳极的电化学极化 2、阳极的浓度极化 3、阳极的电阻极化。 析氢腐蚀以氢离子作为去极化剂的腐蚀过程，称为氢离子去极化腐蚀 吸氧腐蚀以氧作为去极化剂的腐蚀过程，称为氧去极化腐蚀 氢去极化腐蚀的特征 1、阴极反应的浓度极化小,一般可以忽略。 2、与溶液PH值关系很大。 3、与金属材料的本质及表面状态有关。 4、与阴极面积有关。
电化学研究方法总结及案例
电化学研究方法总结及案例\
目录1. 交流阻抗法 1.1 交流阻抗法概述 1.2电化学极化下的交流阻抗 1.3 浓差极化下的交流阻抗 1.4复杂体系的交流阻抗 2. 电化学暂态测试方法 2.1 电化学暂态测试方法概述 2.2 电化学极化下的恒电流暂态方法 2.3 浓差极化下的恒电流暂态方法 2.4 电化学极化下的恒电位暂态方法 2.5 浓差极化下的恒电位暂态方法 2.6动电位扫描法 3.原位（in situ）电化学研究方法 4.案例 参考文献
1.交流阻抗法 1.1 交流阻抗法概述 交流阻抗法是指小幅度对称正弦波交流阻抗法。就是控制电极交流电位（或控制电极的交流电流）按小幅度（一般小于10毫伏）正弦波规律变化，然后测量电极的交流阻抗，进而计算电极的电化学参数。由于使用小幅度对称交流电对电极极化，当频率足够高时，以致每半周期所持续的时间很短，不致引起严重的浓差极化及表面状态变化。而且在电极上交替地出现阳极过程的阴极过程，即使测量讯号长时间作用于电解池，也不会导致极化现阶段象的积累性发展。因此这种方法具有暂态法的某些特点，常称为“暂稳态法”。“暂态”是指每半周期内有暂态过程的特点，“稳态”是指电极过程老是进行稳定的周期性的变化。 交流阻抗法适于研究快速电极过程，双电层结构及吸附等，在金属腐蚀和电结晶等电化学研究中也得到广泛应用。研究电化学体系的阻抗图谱,获得电极反应体系的控制步骤和动力学参数、反应机理以及各因素的影响规律，方法有两种： 1)等效电路方法 理论：建立各种典型电化学体系在不同控制步骤下的等效电路，理论推导出其阻抗图谱。 测试方法：由阻抗图谱对照理论画出对应的等效电路。 优缺点：此法直观,但一个等效电路可能对应不止1个等效电路。 2）数据模型方法 理论：建立各种典型电化学体系在不同控制步骤下的理论数据模型，理论计算出其阻抗图谱。 测试方法：由阻抗图谱对照理论获得数据模型。 优缺点：此法准确，但实际电化学体系复杂模型难以建立，正在发展中。 阻抗、导纳与复数平面图 1）阻抗:Z= E / I 而如正弦交流电压E = Emsinωt 等，E 、I 、 Z 均为角频率ω (=2πf )或频率 f 的函数。 2) 导纳:Y Y=1/Z 3) 阻抗的矢量表示与复数平面图 Z 可以表示为实—虚平面的矢量: Z = A + jB Z 可由模数 Z 和相角φ来定义: φ φ sin cos Z B Z A == 2 2B A Z += A B tg = φ 阻抗谱：阻抗随交流信号角频率或频率的变化关系
探究金属的电化学腐蚀
探究金属的电化学腐蚀 一、设计理念 “金属的腐蚀与防护”始终是一个世界性异常棘手的科技难题。本节课着重讨论金属的电化学腐蚀机理，阐述吸氧腐蚀和析氢腐蚀的反应原理，指出金属电化学腐蚀的本质是金属表面形成了微型原电池，使金属失去电子而被氧化。通过模型建构促进学生对金属电化学腐蚀原理的理解；通过实验探究，帮助学生主动建构，促进认知发展。设计过程体现“从具体性知识传授到核心观念建构、从知识为本到基于学生认识发展”的理念，让学生体验科学探究的过程，转变学习方式。同时借助手持技术，控制变量、数据采集、绘制成图，师生通过“观察-讨论-解释”曲线变化趋势来分析判断金属腐蚀类型，更准确的得出不同环境条件下金属的电化学腐蚀类型不同。全课从“宏观-微观-符号-曲线”四重表征引导学生学习金属电化学腐蚀的工作原理，实现教学既定目标。 二、教学背景 （一）教材分析 金属的电化学腐蚀是人教版选修4《化学反应原理》第4章第四节内容。人教版教材必修1已经重点介绍了氧化还原反应原理，必修2学习了简单原电池的工作原理和形成条件。选修4第四章前3节重点学习原电池、化学电源、电解池知识。本节知识是对前面所学知识的重组、加工、细化的过程，也是将前面学习过的理论知识，在具体社会生活环境中进行实践应用的过程。 学生对金属腐蚀的现象和危害，对金属防腐措施，有着较为丰富的生活经验，但存在的主要问题是对知识的学习只注重表面现象，缺乏一定的综合思维能力。通过本节内容的学习，有助于学生将所学知识整合、应用，指导生产、生活和社会实践，达到学以致用的目的，体会化学学习的价值，更有利于培养学生发现问题、分析问题、联系实际解决问题的能力。 （二）学情分析 本节内容紧密联系实际，学生学习兴趣浓厚，具备了主动探究的原动力。高二学生具备了一定的实验设计能力、实验操作能力，具备了一定的分析问题、解决问题能力和比较归纳能力。根据教材所呈现的内容和学生学习的思维规律及特点，学生虽然有一定的生活经验，但要将感性认识与相关理论联系起来，清晰区分钢铁发生吸氧腐蚀和析氢腐蚀的原理及发生条件，并用化学用语准确表达出来，仍存有一定困难。针对学生实际，制定了以下教学目标。 三、教学目标 1．认识钢铁吸氧腐蚀和析氢腐蚀发生的条件，掌握其原理，学会书写电极反应式和总反应式。 2．设计实验定性探究钢铁在不同条件下发生电化学腐蚀的类型，提升对实验现象的观察能力和分析解决问题能力。
金属的电化学腐蚀与防腐
金属的电化学腐蚀与防腐 李泽升 宁夏大学资源环境学院 12级环境科学1班 摘要：腐蚀现象都是由于金属与一种电解质（水溶液或熔盐）接触，因此有可能在金属／电解质界面发生阳极溶解过程（氧化）。这时如果界面上有相应的阴极还原过程配合，则电解质起离子导体的作用，金属本身则为电子导体，因此就构成了一种自发电池，使金属的阳极溶解持续进行，产生腐蚀现象。 关键词：电化学腐蚀原理晶间腐蚀均匀腐蚀应力腐蚀防护与应用镀层阳极保护 一、引言 随着社会生产力的发展，人民生活水平的提高，金属的使用在日常生活中应用的越来越普遍，由金属腐蚀所带来的损失也越来越严重，这样研究金属的腐蚀与防护便显得非常的重要，本论文主要综合讲述了金属的电化学腐蚀的基本原理和分类，以及讨论了有关现实生产生活中具体的防护措施，以更好的指导现实实践。 二、电化学腐蚀原理 金属表面由于外界介质的化学或电化学作用而造成的变质及损坏的现象或过程称为腐蚀。介质中被还原物质的粒子在与金属表面碰撞时取得金属原子的价电子而被还原，与失去价电子的被氧化的金属“就地”形成腐蚀产物覆盖在金属表面上，这样一种腐蚀过程称为化学腐蚀。由于金属是电子的良导体，如果介质是离子导体的话，金属被氧化与介质中被还原的物质获得电子这两个过程可以同时在金属表面的不同部位进行。金属被氧化成为正价离子（包括配合离子）进入介质或成为难溶化合物（一般是金属的氧化物或含水氧化物或金属盐）留在金属表面。这个过程是一个电极反应过程，叫做阳极反应过程。被氧化的金属所失去的电子通过作为电子良导体的金属材料本身流向金属表面的另一部位，在那里由介质中被还原的物质所接受，使它的价态降低，这是阴极反应过程。在金属腐蚀学中，习惯地把介质中接受金属材料中的电子而被还原的物质叫做去极化剂。经
电化学法处理生活污水的性能研究
洛阳理工学院毕业设计（论文） 题目电化学法处理生活污水的性能研究 姓名杨振宇 系（部）环境工程与化学系 专业环境工程 指导教师吴长航 2013 年 6 月 2 日
电化学法处理生活污水性能的研究 摘要 鉴于生活污水处理存在设备复杂、残留物浓度过高等问题，采用电化学法对生活污水进行试验研究，分析了电化学法在水处理中的反应原理，以及其具有操作简单、自动化性强、环境兼容性好等优点。实验以IrO2 - Pt / Ti惰性电极为阳极，铜片为阴极，分别考察了电流密度、极板间距、氯离子浓度对污水中氨氮去除率的影响。实验得出当电流密度为30 mA/cm2，极板间距为2 cm，氯离子浓度为200mg/L时为最佳去除工况，这时氨氮的去除率最高，达到了国家要求的生活污水二级排放标准。同时提出了电化学法处理生活污水还需要解决能耗大、工业化应用等问题。 关键词：电化学法，生活污水，去除率，氨氮
The Research on Electrochemical Treatment of Sewage ABSTRACT According to the problem that the sewage treatment equipment complex and residue concentration is too high, experimental study of the sewage by electrochemical method, and analyzes the principle of electrochemical reaction in water treatment, and it has simple operation, automatic strong sex, as well as good environmental compatibility. As IrO2-Pt / Ti inert electrode is for anode, copper cathode, respectively investigates the current density, plate spacing, the chloride ion concentration of ammonia nitrogen removal rate in wastewater. Experiment when the current density of 30 mA/cm2, plate spacing is 2 cm, the chloride ion concentration of 200 mg/L when is the best working condition of removing, then ammonia nitrogen removal rate is highest, up to the national request of sewage secondary emission standards. Proposed the electrochemical method deal with sewage also need to solve the problem of large energy consumption, industrial application, etc. KEY WORDS: Electrochemical method, Sewage, Removal, NH4-N
金属材料的电化学腐蚀与防护
金属材料的电化学腐蚀与防护 一、实验目的 1.了解金属电化学腐蚀的基本原理。 2.了解防止金属腐蚀的基本原理和常用方法。 二、实验原理 1．金属的电化学腐蚀类型 (1)微电池腐蚀 ①差异充气腐蚀 同一种金属在中性条件下，如果不同部位溶解氧气浓度不同，则氧气浓度较小的部位作为腐蚀电池的阳极，金属失去电子受到腐蚀；而氧气浓度较大的部位作为阴极，氧气得电子生成氢氧根离子。如果也有K3[Fe(CN)6]和酚酞存在，则阳极金属亚铁离子进一步与K3[Fe(CN)6]反应，生成蓝色的Fe3[Fe(CN)6]2沉淀；在阴极，由于氢氧根离子的不断生成使得酚酞变红（亦属于吸氧腐蚀）。两极反应式如下： 阳极(氧气浓度小的部位)反应式： Fe = Fe2＋＋2e－ 3Fe2＋＋2[Fe(CN)6]3－= Fe3[Fe(CN)6]2 (蓝色沉淀) 阴极(氧气浓度大的部位)反应式： O2＋2H2O ＋4e－= 4OH－ ②析氢腐蚀 金属铁浸在含有K3[Fe(CN)6]2的盐酸溶液中，铁作为阳极失去电子，受腐蚀，杂质作为阴极，在其表面H＋得电子被还原析出氢气。两极反应式为： 阳极：Fe = Fe2＋＋2e－ 阴极：2H＋+2e－= H2↑ 在其中加入K3[Fe(CN)6]，则阳极附近的Fe2＋进一步反应： 3Fe2＋＋2[Fe(CN)6]3－= Fe3[Fe(CN)6]2 (蓝色沉淀) （2）宏电池腐蚀 ①金属铁和铜直接接触，置于含有NaCl、K3[Fe(CN)6]、酚酞的混合溶液里，由于?O(Fe2＋/Fe)< ?O（Cu2＋/Cu），两者构成了宏电池，铁作为阳极，失去电子受到腐蚀（属于吸氧腐蚀）。两极的电极反应式分别如下： 阳极反应式： Fe = Fe2＋＋2e－ 3Fe2＋＋2[Fe(CN)6]3－= Fe3[Fe(CN)6]2 (蓝色沉淀) 阴极(铜表面)反应式： O2＋2H2O ＋4e－= 4OH－ 在阴极由于有OH－生成，使c(OH－)增大，所以酚酞变红。
8种电化学水处理方法
8种电化学水处理方法 电化学水处理- 世间万物，都是有一利就有一弊。社会的进步和人们生活水平的提高，也不可避免地对环境产生污染。废水就是其中之一。随着石化、印染、造纸、农药、医药卫生、冶金、食品等行业的迅速发展，世界各国的废水排放总量急剧增加，且由于废水中含有较多的高浓度、高毒性、高盐度、高色度的成分，使其难以降解和处理，往往会造成非常严重的水环境污染。 为了处理每天大量排出的工业废水，人们也是蛮拼的。物、化、生齐用，力、声、光、电、磁结合。今天笔者为您总结用电’ 来处理废水的电化学水处理技术。 电化学水处理技术，是指在电极或外加电场的作用下，在特定的电化学反应器内，通过一定的化学反应、电化学过程或物理过程，对废水中的污染物进行降解的过程。电化学系统设备相对简单，占地面积小，操作维护费用较低，能有效避免二次污染，而且反应可控程度高，便于实现工业自动化，被称为环境友好’ 技术。 电化学水处理的发展历程 1799 年 Valta制成Cu-Zn原电池，这是世界上第一个将化学能转化为电能的化学电源 1833 年 建立电流和化学反应关系的法拉第定律。 19世纪70年代 Helmholtz提出双电层概念。任何两个不同的物相接触都会在两相间产生电势，这是因电荷分离引起的。两相各有过剩的电荷，电量相等，正负号相反，相互吸引，形成双电层。 1887 年 Arrhenius提出电离学说。 1889 年 Nernst提出电极电位与电极反应组分浓度关系的能斯特方程。 1903 年 Morse 和Pierce 把两根电极分别置于透析袋内部和外部溶液中，发现带电杂质能迅速地从凝胶中除去。 1905年 提出Tafel 公式，揭示电流密度和氢过电位之间的关系。 1906年
电化学腐蚀
2）电化学腐蚀速率的测定 金属的腐蚀速度可用腐蚀失重或腐蚀深度表示，也可用腐蚀电流密度表示。在电化学腐蚀过程中，一般以自腐蚀电流密度i corr的大小来衡量金属的腐蚀速度。测定腐蚀电流密度的方法很多，本实验用塔费尔直线外推法来测定金属电化学腐蚀过程中的腐蚀电流密度，来衡量金属的腐蚀速度。如图2-1为塔费尔直线。 图2-1极化曲线外延法测得金属腐蚀速度 极化曲线的这一区段称为塔费尔区，也叫强极化区。在极化曲线中，塔费尔直线延长线的交点处，金属阳极溶解的速度和阴极的去极化反应的速度相等。金属的腐蚀达到相对稳定，这时的电位即是自腐蚀电位，自腐蚀电位的高低反应了材料发生腐蚀的难易程度，自腐蚀电位越高，材料越不容易发生腐蚀，自腐蚀电位越低，材料就越容易发生腐蚀；所对应的电流就是金属腐蚀电流，腐蚀电流反应了金属发生腐蚀的快慢程度，腐蚀电流越大，金属发生腐蚀的速度就越大，腐蚀电流越小，金属发生腐蚀的速度就越小。根据这一原理，测定金属的极化曲线。将阳极或者阴极的塔费尔直线外推到与过电位为零的直线相交，交点对应的电流为腐蚀速度。 3）实验设备及条件 ①实验设备 实验采用电化学测量系统对各试样进行电化学腐蚀性能测试实验。其装置如图2-2所示：
图2-2 电化学极化曲线测量装置示意图 实验装置中三电极体系中以饱和甘汞（SCE）电极作为参比电极（reference electrode）；Pt 电极作为辅助电极（auxiliary electrode）；代测试样为研究电极（research electrode）。参比电极和研究电极间用盐桥连接，鲁金毛细管（capiliary）距研究电极1～2毫米。 电化学工作站部分参数如下： 初始电位(V)：-2；终止电位(V)：2.2；扫描段数：1；终止电位处保持时间：0；静置时间：2s；电流灵敏度(A/V)：1.e-0.04。 ②实验条件 a．腐蚀试样：对1#到12#试样进行蜡封，即：在试样上用油性笔取1cm×1cm 的面积，并在其上放置橡皮，而后将烧化的蜡汁快速滴于试样表面，即蜡封处理。 b．腐蚀溶液：3.5%的NaCl水溶液（与浸泡实验相对应）
金属的电化学腐蚀与防腐
金属的电化学腐蚀与防腐 摘要: 金属的腐性是对能源的一种极为严重的浪费。本文从分析全属腐性的热力学及 电化学原理入手, 探讨了种种行之有效的防腐方法 关键词:全属腐性, 热力学, 电化学, 防腐 引言: 人们在生产中使用的机械设备, 各类容器及大量的管道, 大都是金属及其合金 制造的。这些材料不断与大气中的氧气、水蒸汽、酸雾以及酸、碱、盐等种种物质接触而起作用, 使金属遭受腐蚀。大气的天然组成影响着腐蚀性成分的形成, 即使周围环境中不存在、等污染物质, 我们仍应十分重视金属的腐蚀问题。由矿石冶金需要能量, 而金属腐蚀后会使其回复到类似于矿物的状态, 可见金属的 腐蚀接地表示了一种重要的能源消耗。由于腐蚀而报废的金属设备和材料, 数量十分巨大, 给国民经济带来的损失非常惊人。据估计, 世界钢产量的大约消耗于腐蚀, 单是美国每年损失于腐蚀的钢就达三千多万吨〔” , 而冶炼这些钢所需要的能量实在不是个小数字。金属腐蚀的更大危害不在金属本身的损失而是其制品的破坏。在工业生产中, 尤其是化工生产中, 由于设备腐蚀损坏, 发生跑、冒、滴、漏等现象, 污染环境, 恶化劳动条件, 危害人身健康, 影响产品质量, 甚至造成事故, 其损失更是无法估计。研究金属防腐蚀问题的重要性是显而易见的。腐蚀是外界因素对金属的破坏作用。金属腐蚀总是从表面开始, 然后向内部蔓延, 或同时向表面其他部分扩展。金属腐蚀可以分为化学腐蚀和电化学腐蚀两大类。金属表面与介质发生单纯的化学作用而引起的腐蚀称为化学腐蚀。例如, 碳钢由、及石墨组成中的与周围介质、、、在高温下发生反应, 结果使其表面硬度降低, 抗疲劳性能下降。金属在有机液体如苯等等非电解质溶液中, 以及含硫的石油中所发生的腐蚀, 亦属化学腐蚀。金属和电解质溶液接触时, 由于电化学作用引起的腐蚀称为电化学腐蚀。这是本文讨论的重点。腐蚀的热力学基础腐蚀过程包括金属或合金自发地转变为腐蚀产物, 如碳酸盐、硫化物、硅酸盐氢氧化物、氧化物或水合氧化物, 其一般反应方程式为少一, 众所周知, 化学反应自发进 行时, 其自由能变化△必定是负值, 在标准状态℃ , 下宝鸡文理学院学报自 然科学版年△△ , 生成物一△。, 反应物让我们研究典型金属同氧的反应十冬一材认‘由于任一稳定单质的标准生成自由能为零, 故对上述氧化反应, 有△一△ , 氧化物于是, 由氧化物的自由能可以预测式所示的反应进行的趋势。由表不难看出, 许多常用金属都可以同大气中的氧自发地形成氧化物。热力学提醒人们, 在实际使用时, 金属状态不应优先选用。当然、热力学只能告诉我们某反应自发进行的可能性, 而不能指出反应速率, 后者则属于动力学研究的范畴。表典型金属氧化物的标准生成自由能氧化物△ ,一一一一一一一 实际上, 除了金之外, 所有金属在常温下暴露于空气中都形成氧化膜。更何况大多数金属制品在制造过程中被加热, 氧化作用更易发生。这层膜保护金属不再被腐蚀, 但它可以被外力损坏, 也可以被酸分解而破坏。腐蚀的电化学原理电化学
现代电化学研究方法
第二篇 Techniques Used for The Study of Structure and Dynamics of Elecrode/Solution Interface In Situ methods: 1. Transmission Through Optically Transparent Electrodes; 2. Ultraviolet-Visible Reflectance Spectroscopy; Ellipsometry as a spectroscopic tool; 3. Infrared Vibrational Reflectance Spectroscopy; 4. Raman Vibrational Spectroscopy; 5. Photoelectrochemistry or Photocurrent Spectroscopy; Acoustoelectrochemical methods (Photoacoustic Spectroscopy; 6. Ultrasonic Vibration Potentials); 7. Electron Spin Resonance (ESR); 8. M?ssbauer Spectroscopy; 9. Scanning Probe Microscope (SPM) e.g. Scanning Tunneling Spectroscope (STM), Atomic Force Microscope (AFM); 10. EXAFS, X-ray diffraction (X-ray Spectroscopy); 11. Nonlinear Optical Techniques (SHG, SFG, SEHRS); 12. Neutron Diffraction 13. EQCM;
电化学方法及应用
电化学方法的应用 电化学方法作为一种特殊的化学过程,在环境保护,尤其在"三废"的处理过程中显示了其独特的优越性。电化学方法具有适用性广：能量效率高：容易自动化操作：对环境友好：成本比较低等许多优点。 一、采用电解法处理硫化氢气体 硫化氢既是环境污染物, 又是重要的硫资源。采用电解的方法处理硫化氢水溶液, 从而在阳极产生硫磺和阴极产生氢气的研究, 符合环境保护与资源回收利用之目的，具有重要的理论与实际应用价值。 硫化氢气体能有效地被碱性溶液吸收，电解该溶液可得高纯氢气和晶态硫，电解所需理论电压低，约0.2V, 远低于电解水的电压。通过调整电池操作条件，把氢气在一定压力下储存起来，再将部分氢气用于H2/O2燃料电池作为电解时的电能。 二、含无机盐废水的电化学处理 采用电沉积法回收溶解性金属离子。电沉积是利用电解液中不同金属组分的电位差，将自由态或是结合态的金属在阴极析出的过程。 适宜的电位是电沉积反应能否发生的关键，无论金属处于哪种状态，均可根据溶液中实际离子活度的大小，由能斯特方程确定电位的高低。此外在复杂系统中，pH值对金属离子的沉积也起着很重要的作用。 电沉积反应实际发生的速度不仅与系统的热力学性质有关，更重要的是与动力学特性相关。具有正电位的氧化还原系统会将氢原子氧化为质子，并在不断强化的氧化条件下提高正电位，反之亦然。负电位增加时，还原剂，即电子供体，会将质子还原成氢原子。电化学序列中的电位排序决定了有关物质的氧化还原能力，即金属的析出能力和顺序。 三、电化学法在修复污染土壤中的应用 污染土壤的常规处理技术中，采用溶剂淋洗技术能有效去除土壤中可溶性的有机或无机污染物，但对非水溶性的污染物以及密实型土壤，其应用非常困难。另外，土壤淋洗过程中所使用的大量化学试剂对环境的影响也非常严重。热脱附和蒸汽萃取方法主要是针对具有挥发性的有机污染物以及金属汞污染的土壤。
电化学工艺处理废水
摘要:介绍了电化学处理废水的基本原理和影响电化学法处理废水效果的因素，同时指出了在电化学处理废水领域还需研究的问题。 关键词:电化学氧化; 内电解法; 光电化学氧化; 废水处理 1 引言 工业经济的发展以大量资源和能源的消耗为代价，同时也造成了环境污染的严重恶果。加速企业技术进步，采用先进工艺，实施清洁生产，不但可以提高资源利用率，还能够减轻环境污染。把污染消除在工艺过程之中，实施全过程控制是企业持续发展的正确道路。目前世界各国对工业废水的处理研究甚多，其中电化学法设备占地面积小，操作灵活，排污量小，不仅可以处理无机污染物，也可以处理有机污染物，甚至连一些无法生物降解的有毒有机物与某些含重金属污水都可用此方法进行处理; 再加上风力、核电等新兴发电技术的大力发展和推广应用带来的电能成本降低，使得电化学方法在治理废水方面具有更大的优势。 2 电化学法处理废水的应用分类 电化学处理法包括电化学氧化还原、电凝聚、电气浮、光电化学氧化、内电解等方法。电化学法在废水处理中的应用主要包括重金属的去除与回收、生物难降解的有机废水处理、饮用水杀菌消毒以及与其他方法的联合使用。 3 电化学法处理废水的基本原理 3．1 电化学氧化还原法 电化学氧化还原法是指电解质溶液在电流的作用下，在阳极和电解质溶液界面上发生反应物粒子失去电子的氧化反应、在阴极和电解质溶液界面上发生反应物粒子与电子结合的还原反应的电化学过程。电化学的氧化原理分为两类: 一种是直接氧化，即让污染物直接在阳极失去电子而发生氧化，在含氰化物、含酚、含醇、含氮的有机废水处理中，直接电化学氧化发挥了十分有效的作用; 另一种则是间接氧化，即通过阳极反应生成具有强氧化作用的中间产物或发生阳极反应之外的中间反应来氧化污染物，最终达到氧化降解污染物的目的［1］。这种方法占地面积少、易操作; 但是效率低，影响的因素多(pH、电解质、电极材料等)。 3．2 电凝聚法 在电解过程当中，采用铝质或铁质的可溶性阳极通以直流电后，阳极材料会在电解过程当中发生溶解，形成的金属阳离子Fe3 + 和Al3 + 等与溶液中的OH-形成Fe(OH)3和Al(OH)3等具有絮凝作用的胶体物质，可促使水中的胶态杂质絮凝沉淀，从而实现污染物的去除［2］。 3．3 电气浮法
电化学防腐方案
目录 第一章编制依据 (2) 第二章工程概况 (3) 第三章主要工种施工方法 (3) 第四章施工质量保证措施 (17) 第五章工期计划及施工进度保证措施 (22) 第六章现场文明施工控制 (28)
第一章编制依据 1 SY0007-1999 《钢质管道及储罐腐蚀控制工程设计规范》 2 SY/T0413-2002《埋地钢质管道聚乙烯防腐层技术标准》 3 SY/T0407-97 《涂装前钢材表面预处理规范》 4 GB/T8923-88 《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》 5 GB/T21448-2008《埋地钢制管道阴极保护技术规范》 6 SY/T0023-9 7 《埋地钢质管道阴极保护参数测试方法标准》 7 SY/T0086-2003《阴极保护管道的电绝缘标准》 8 SY/T0032-2000《埋地钢质管道交流排流保护技术标准》 9 SY/T0017-96 《埋地钢质管道直流排流保护技术标准》 10 GB126-89《工业设备及管道绝热工程施工及验收规范》； 11 GB50185-93《工业设备及管道绝热工程质量检验评定标准》； 12 HGJ229-91《工业设备、管道防腐蚀工程施工及验收规范》；
第二章工程概况 一、工程名称：中水输水管线防腐工程。 二、工程说明 中水输水管线工程线路防腐部分，内容包括该段线路外防腐层、水锤间工程、井室损坏处理及阴极保护。 第三章主要工种施工方法 第一节电化学防腐保护系统施工 一、阴极保护测试桩安装 ⑴施工前按图纸要求对测试桩进行检查，检查外观尺寸及内部结构完好，接线是否牢固。 ⑵在特殊地段，回填管沟时应预留测试桩的安装坑。 ⑶根据图纸提供的测试桩位臵，推算到实际焊口、管子上，并测出距最的转角桩的距离、方向等数据，并在测试桩标牌上注明桩的类型编号、里程。 ⑷沿线的电位与电流测试桩兼做里程桩时，安装时用TC600 全站仪测量距离，桩间距离误差不大于1m。 ⑸测试桩的导线与管道连接采用铝热焊接法。具体操作步骤为： ①首先将焊接处的管道顶部防腐层剥开100×80mm，将其清理干净，打磨出金属光泽；
电化学法沉积金属薄膜和镀膜(中文译版)
Rapid electroplanting of insulators 电化学法沉积金属薄膜和镀膜有着很长的历史。这些技术大体分为两类，各有各的优点和缺点。第一种，也是最古老的一种，就是利用自发氧化还原反应来从溶液中沉积金属。这种沉积方法不仅可在金属基片上沉积，还可以在绝缘基片上沉积。但这种方法的沉积条件很难控制在原位沉积。一部分原因在于溶液中存在多种盐类和添加剂。第二种方法----电镀术---利用电流来降低溶液中的金属离子含量，并给出了控制沉积金属的质量（还在某种程度上控制了颗粒大小）。但这种技术的应用至今仍被局限于导电基片。我们将在这篇文章里描述可在不导电基片上实施的电镀技术，并能控制沉积金属的颗粒大小、厚度和生长速率。我们这种方法的基础是从与基片相连的电极上逐步向外生长金属，它的晶格形貌由生长着的沉积金属的电流的减小所控制。这种方法一般会形成树状、粉末状的沉积物，但我们指出了一系列快速生长均一薄膜的方法。 这里我们描述了一系列电化学晶格和一些可以用电沉积的方式在绝缘基片表面沉积金属膜层的方法。这种方式使得控制沉积磨蹭的晶粒尺寸。这种方法是建立在最近非平衡物理的基础上的。它使得生长均一薄膜成为可能，这也是电化学生长的基本要求。 用电沉积法沉积金属是在低电流密度下生长致密的金属。所以，当沉积电流提升时，沉积（随着电流功率的提高以及平衡和颗粒修复的缺失）变得粗糙，乃至变成树状或粉末状。这在工业上是一个制约因素。非平衡态物理学更多注重了同一性：即生长模式。比如，二元电解液的电化学生长就被研究了15年。由Chazlviel提出的新理论正确预言了二元电解液在树状沉积物周围的生长速率、沉积速率以及浓度场。这种理论预测了大电场的存在下在沉积物的顶端存在正比于离子浓度降低速率的连续生长模式。我们在自由流动的（大概是指溶液吧）、接近二维的树状沉积物的情况下验证了这些预测，这份工作由M.e.a独立发现。但这些实验存在一个问题：沉积物不能从电池里被取出。这就是为什么我们中的一个人提出了一种新的沉积树状物的方法（由C.e.a提供的模型提出）。 （公式推导看不懂，略） （图一） 现在我们公布这种装置使得连续沉积镀膜得以实现（薄膜的生长特征相同，包括厚度和生
一电化学腐蚀原理
一电化学腐蚀原理 1．腐蚀电池(原电池或微电池) 金属的电化学腐蚀是金属与介质接触时发生的自溶解过程。在这个过程中金属被氧化，所释放的电子完全为氧化剂消耗，构成一个自发的短路电池，这类电池被称之为腐蚀电池。腐蚀电池分为三（或二）类： 微电池示意图 （1）不同金属与同一种电解质溶液接触就会形成腐蚀电池。 例如：在铜板上有一铁铆钉，其形成的腐蚀电池如图10—7所示。 铁作阳极（负极）发生金属的氧化反应： Fe → Fe2+ + 2e-；（Fe → Fe2+ + 2e）＝－0.447V. 阴极（正极）铜上可能有如下两种还原反应： (a)(a)在空气中氧分压=21 kPa 时：O2+4H＋＋4e- →2H2O； ( O2+4H＋＋4e- →2H2O )＝1.229 V , (b) 没有氧气时，发生2H+ + 2e-→ H2；（2H+ + 2e-→ H2）＝0V， 有氧气存在的电池电动势E1=1.229－(-0.447)＝1.676V; 没有氧气存在时，电池的电动势E2＝0-(-0.447)=0.447V。可见吸氧腐蚀更容易发生，当有氧气存在时铁的锈蚀特别严重。铜板与铁钉两种金属(电极)连结一起，相当于电池的外电路短接，于是两极上不断发生上述氧化—还原反应。 Fe氧化成Fe2+进入溶液，多余的电子转向铜极上，在铜极上O2与H＋发生还原反应，消耗电子，并且消耗了H＋，使溶液的pH值增大。 在水膜中生成的Fe2+离子与其中的OH—离子作用生成Fe(OH)2，接着又被空气中氧继续氧化，即： Fe2+ + 2OH-→ Fe(OH)24Fe(OH)2 + 2H2O + O2→ 4Fe(OH)3
电化学法处理高浓度有机废水的研究进展
资源环境 节能减灾 与等采用硼掺杂金刚石薄膜电极，在较大水 溶性聚丙烯酸酯浓度和电流密度范围内，研究了聚丙烯酸酯在浓度为1mol/LHCIO 溶液中的电化学燃烧。结果表明，在所有的实验条件下，聚丙烯酸酯都能转化为CO 2。Kraft A ．等采用CVD 技术制备出厚度为2～3m 掺杂铌的金刚石薄膜电极，用于处理有机污染物，使COD 显着降低。 这种方法易自动化操作，占地面积少。但是产生的电流效率仍然偏低，经济上不合理，而且影响的因素太多(PH 、电解质、电极材料等)。2.2电化学凝聚技术 电化学凝聚法是在直流电的作用下，由电极产生的金 属阳离子水解，形成活性絮凝剂，使污染物质颗粒进行凝聚，从而去除掉水中的污染物并可使水中的色素转化成无色。 刘艳 用微电解法处理印染废水，在pH 为4.5，处理 时间为16h 时色度去除率可达95%，在浓度为00mg/L 的染料废水中COD 去除率最高达到81%。陈梅芹等研究了用微电解法处理印染废水，通过正交试验，确定最佳操作参数是pH 值=8.0、m (Fe )：m (C )=1：1、停留时问60min 。在此条件下，色度去除率可达94.55％，CODcr 去除率70.46％。该法能显着改 善废水的可生化性，且以废治废，简便易行。 这种技术使用范围广、处理效果好、使用寿命长、成本低廉及操作维护方便，但是消耗的电能和材料较大，经济不太合理且容易钝化。2.4超声电化学技术 超声电化学法是一种将超声波与电化学方法相结合处理难降解有机化合物废水的技术。利用声空化理论和自由基理论，通过液体空化核与声波在水中的正负半周期幅值的内外压差不同，使得空化核逐渐受压破裂， 而在局部液体内产生的高温、高压环境的同时使得液体内有机物经过热解、絮凝等作用等而被降解。 刘静等
电化学方法-环保
阳理工大学 研究生课程考试卷 课程名称：应用电化学 年级：2014 专业：化学工程 考号：1482060260 学号：1482060260 姓名：坤坤 阅卷人：
废水处理的电化学法 一电化学法介绍 有机废水的处理的电化学法有电氧化法、电还原法、电凝聚法、电渗析法、电气浮法、磁电解法、微电解法等。 和其他废水处理法比较，电化学法具有适应面广、可控性强、流程简短、操作便等优点，同时也具有能耗大、成本高、有机物分解不彻底等缺点。相对于废水处理而言，电化学转化可以把有毒物质转变为无毒物质，或把非生物相容的有机物转化为生物相容的物质(如芳香物开环氧化为脂肪酸)，以便进一步实施生物处理。 电化学处理工业废水主要是通过电解作用来完成的。电解质溶液在直流电的作用下使得废水中有害物质在阳极和阴极上进行氧化还原反应，沉淀在电极表面或沉淀在电解槽中，或生成气体从水中逸出，从而降低废水中有害物质的浓度或把有毒物质变成无毒、低毒物质。 电化学氧化法是指利用具有催化活性的电极氧化去除水中污染物的法，阳极可以通过氧化反应过程使污染物质氧化破坏，也可通过某些阳极反应产物（Cl2、ClO-、O2、H2O2）间接破坏污染物质。电化学氧化的法来处理含有机物的工业废水，就是在一定的电能条件下，让有机物进行缓慢燃烧，极缓慢氧化，使之最终生成CO2和H2O。 被氧化物质和电极基体直接进行电子传递的氧化法称为直接氧化法。根据被氧化物质氧化程度的不同，直接氧化法又分为2类:一是电化学转换，即被氧化物质未发生完全氧化。二是电化学燃烧，即被氧化物质彻底氧化为稳定的无机物。
电极表面的性质决定了被氧化物质的氧化程度。电极催化特性、电极结构与电化学反应器结构特性等操作条件是影响电化学氧化效率的重要因素。电极材料的性质是决定电极催化特性的关键因素。常见的用于废水处理的电极材料有金属、碳素体、金属氧化物等。通过变换电极基体材料或用有电催化性能的涂层对电极表面进行修饰改性可以改变电极材料的性质。 金属电极在废水处理易发生钝化，电极的活性降低。因此常用贵金属作为阳极处理污水。碳素体种类很多，常用的有墨电极和活性炭电极。金属氧化物电极大多为半导体材料，钛基涂层电极是金属氧化物电极的主要形式。 为改善或加强传质，提高电极比表面积可以改变电极结构和反应器几形状。在电化学氧化过程中，常出现被氧化物在电极表面上形成聚合物膜的现象，使传质受到影响。为了提高电极比表面积，可以把电极做成多状、网状、球状、环状等多种形状。 电流密度是影响电化学反应速度的主要因素，但电流密度不能无限增大，当超过某一值后，过量的电子不经过电极反应，直接流进溶液，使电流效率下降。 利用电化学反应产生的氧化剂M氧化被氧化物质的法称为间接电化学氧化法。这时氧化剂M是被氧化物质与电极交换电子的中介体。常见的氧化剂是电化学反应过程中产生的短寿命中间物，如溶剂化电子，·OH，O2·和HO2·等。Comninellis[1]利用阳极上产生的含氧自由基成功实现了对含酚废水的处理。电极反应产生的其他形态的氧化剂主要是金属及其氧化物，如MnO2，CuO，NiO，Ag(Ⅰ/Ⅱ)等。当金属氧化物作氧化剂时，有机物氧化的电位区由这些金属氧化物的氧化还原电位所决定。为了得到高的电流效率，间接氧化法必须满足以下要求:①M的生成电位必须不靠近析氢或析氧反应的电位;②M的产生速度足够大;