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電解池的發展及工業應用
  • 發布日期:2017-11-11      瀏覽次數:156
    •  電解池是用于電解的裝置,可以將電能轉化為化學能,使某些平常情況下無法自發的化學反應得以發生。電解池一般由電解液和兩個電極組成,電解液可以是鹽類的水溶液也可以是熔融的鹽類。當在電極上加上外加電場時,電解液中的離子會被帶相反電荷的電極所吸引,靠近該電極,進而在該電極上發生得電子或失去電子的還原或氧化反應。
        電解池的工業應用
        電化學在現代工業上起著相當重要作用。其中,電解池的應用無疑是zui廣泛的,它包括電解工業、廢水處理、金屬加工處理與防護等。
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        氯堿工業——這是世界上zui大的電化學工業,它是通過電解食鹽水,從而獲得氯氣和苛性鈉的過程。氯氣用于制備氯乙烯,進而合成得到PVC,還可用作紙漿及紙的漂白劑和殺菌劑。工業中常用的有三種電解池:汞電解池、隔板電解池、離子選擇性電解池。由于氯的腐蝕力和電極本身的氧化,傳統碳棒或石墨陽極已經被RuO2涂層的鈦電極所取代,uO2涂層中含有一定量的過渡金屬氧化物,如?Co3O4等。這類陽極幾乎不被腐蝕,它的超電勢在4~5mV之間。還有一個優點是:不希望出現的析氧副反應已被降到非常低的程度(1%~3%)?。汞電解池,該電解池的生產能力較高,但zui大的問題是汞的毒性。由于這種原因,這類電池在工業上已逐漸被淘汰。隔板電解池缺點是使用壽命短,阻力大,而且可以允許所有組分通過。且氫氧化鈉的濃度不能超過10%,否則將有大量的氫氧根離子擴散到陽極區而產生氯酸鹽,從而降低電解效率。選擇性膜電解池與隔板電解池類似。不同的是隔離物是具有選擇性的隔膜,它只允許特定離子通過,用它來代替隔板。用這種方法獲得的苛性鈉要比上一種機械膜電池濃度高的多。這種電解池消耗是這三種過程中zui低的,產物純度也是zui高的。目前在世界范圍內都傾向于使用選擇性隔膜電解池。
       ?。ǘ╇娀瘜W水處理及廢水處理
        該法不需要很多化學藥品,后處理簡單,占地面積小,管理方便。用于水及廢水處理的電解池設計的有利因素是電極表面積/陰極電解液體積之比高。常見的方法有以下幾種:?電解回收———電化學方法可將溶液中的金屬離子逐步除去,因此常??梢允挂恍┛梢灾匦吕玫慕饘僭偕鰜?。電化學氧化,這是一種較成熟的水處理技術,并日益成為水處理的熱點,研究范圍涉及處理印染水、制藥廢水、制革廢水和造紙黑液等。微電解法是近年來出現的一種較新的廢水處理方法。其工作原理是在含有酸性電解質的水溶液中,使鐵屑和碳粒之間形成無數個微小的原電池,并在其作用空間構成一個電場,利用反應生成的亞鐵離子具有較強的還原能力,使某些氧化態的有機物還原成還原態,并使部分有機物開環裂解,提高了廢水的可生化性。
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