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电渗析的电极分类以及各自的优缺点

  电渗析是如今水处理中制备纯水、酸碱回收、电镀废液处理回收等的重要工艺。电渗析装置中,电极被用于形成阴阳离子交换膜所需的电场,由布水头、多孔板、PVC 边框组成。电渗析的电极分为几种:钛镀铂电极、钛涂钌电极、石墨电极、不锈钢电极;电极根据电渗析本体尺寸的不同而有所不同,常见的工程用电极规格有:800×1600mm、400×1600mm、400×800mm、340×640mm 等。

  钛镀铂电极:耐腐蚀性相当好,可以用于很苛刻的环境条件,但铂的成本高,资源较少,限制着其在国内的推广。

  钛涂钌电极:是在钛基体上涂敷钌(Ru)、铱(Ir)、钛(Ti)的化合物,经高温处理后形成其混合氧化物;由于钌(Ru)、铱(Ir)、钛(Ti)的离子半径非常接近,点阵结构和空间群属于同一类型,因此在热处理的共氧化中能形成 RuO2-IrO2-TiO2 的固溶体,具有优越的耐腐蚀性能,很适合作为电极材料。

  石墨电极:石墨电极很容易被腐蚀,其原因主要有化学腐蚀和机械磨损;石墨作为阳极时,由于阳极氧化,石墨被氧化为 CO2 或 CO,使其晶体结构被破坏而损坏;在电渗析装置中石墨电极损耗主要由于机械作用而造成的,高流速的极水对石墨有很强的冲刷作用,另一方面电极反应所产生的气体对石墨有冲击作用,加上电化学腐蚀,往往造成石墨颗粒剥落污染水质甚至堵塞极水通道;随着钛涂钌电极的出现,石墨电极已逐渐被淘汰。

  不锈钢电极:一般说来,不锈钢只用作为阴极而不能作为阳极使用,否则因为天然水中多含有氯离子,会导致不锈钢的阳极溶解生成二价的铁、镍和铬离子。

  正确选择电极的材料对于延长电极的使用寿命、降低系统投资和运行费用具有重要的意义,对于不同水质可选用不同材料的电极:以氯化物为主要成分的天然水,可优先选用钛涂钌电极;以硫酸盐为主要成分的天然水,可优先选用铅板、不锈钢、钛涂钌电极;以重碳酸钙为主要成分的天然水,可优先选用不锈钢、钛涂钌电极;混合离子的天然水,可优先选用钛涂钌、石墨以及钛涂铂电极。

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