電解池的發(fā)展與工業(yè)應用

1、電解池的發(fā)展與工業(yè)應用一、電解池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(fā)的化學反應得以發(fā)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(fā)生得電子或失去電子的還原或氧化反應。二、電解池的工業(yè)應用電化學在現代工業(yè)上起著相當重要作用。其中，電解池的應用無疑是最廣泛的，它包括電解工業(yè)、廢水處理、金屬加工處理與防護等。（一）電解工業(yè)氯堿工業(yè)這是世界上最大的電化學工業(yè)，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

2、到PVC，還可用作紙漿及紙的漂白劑和殺菌劑。工業(yè)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(tǒng)碳棒或石墨陽極已經被RuO2涂層的鈦電極所取代，RuO2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45mV之間。還有一個優(yōu)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，但最大的問題是汞的毒性。由于這種原因，這類電池在工業(yè)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

3、散到陽極區(qū)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最低的，產物純度也是最高的。目前在世界范圍內都傾向于使用選擇性隔膜電解池。（二）電化學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，因此常常可以使一些可以重新利用的金屬再生出來。電化學氧化，這是一種

4、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(tài)的有機物還原成還原態(tài)，并使部分有機物開環(huán)裂解，提高了廢水的可生化性。（三）金屬加工處理與防護電鍍：應用電解原理在某些金屬表面鍍上一薄層其他金屬或者合金的過程。條件：鍍件做陰極鍍層金屬做陽極電鍍液中含鍍層金屬離子。電鍍時，把待鍍的金屬制品（即鍍件）作陰極，鍍層金屬作陽極，用含有鍍層金屬離子的溶液作電鍍液。這樣，在直流電的作用下，鍍層金屬就均勻地覆蓋到鍍件的表面。金屬的電化學保護：外加電源的陰極保護法:接上外加直流電源構成電解池，被保護的金屬作陰極。犧牲陽極的陰極保護法：外加負極材料，構成原電池，被