電解池的發(fā)展及工業(yè)應(yīng)用
發(fā)布日期：2017-11-11 瀏覽次數(shù)：1830
電解池是用于電解的裝置，可以將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，使某些平常情況下無法自發(fā)的化學(xué)反應(yīng)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(dāng)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(yīng)。 電解池的工業(yè)應(yīng)用
電化學(xué)在現(xiàn)代工業(yè)上起著相當(dāng)重要作用。其中，電解池的應(yīng)用無疑是zui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zui大的電化學(xué)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(jīng)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(yōu)點是:不希望出現(xiàn)的析氧副反應(yīng)已被降到非常低的程度(1%～3%)?。汞電解池，該電解池的生產(chǎn)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(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散到陽極區(qū)而產(chǎn)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(chǎn)物純度也是zui高的。目前在世界范圍內(nèi)都傾向于使用選擇性隔膜電解池。
?。ǘ╇娀瘜W(xué)水處理及廢水處理
該法不需要很多化學(xué)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(shè)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(xué)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怼ｋ娀瘜W(xué)氧化，這是一種較成熟的水處理技術(shù)，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(xiàn)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(zhì)的水溶液中，使鐵屑和碳粒之間形成無數(shù)個微小的原電池，并在其作用空間構(gòu)成一個電場，利用反應(yīng)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。
