電極氧化反應(yīng)遵循電化學(xué)熱力學(xué)原理，可用能斯特方程描述電極電位與反應(yīng)物濃度的關(guān)系。以鐵電極為例，其氧化反應(yīng)Fe→Fe2?+2e?的標(biāo)準(zhǔn)電極電位為-0.44V（vs SHE）。當(dāng)系統(tǒng)電位超過該值，熱力學(xué)上即可發(fā)生自發(fā)氧化。在實際水系統(tǒng)中，溶解氧的存在會顯著提高氧化電位，例如O?+2H?O+4e?→4OH?反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)電位達(dá)+0.40V，二者耦合構(gòu)成腐蝕電池。溫度每升高10℃，氧化反應(yīng)速率通常提高1.5-2倍，這對高溫循環(huán)水系統(tǒng)的電極選材提出更高要求。電化學(xué)除重金屬同步回收有價值金屬。湖北電極除硬

循環(huán)水pH值的穩(wěn)定對抑制腐蝕和結(jié)垢至關(guān)重要。電化學(xué)pH調(diào)節(jié)技術(shù)通過電解水反應(yīng)（陽極：2H?O→4H?+O?+4e?；陰極：2H?O+2e?→2OH?+H?）實現(xiàn)酸堿的精細(xì)調(diào)控。采用分隔式電解槽時，陰極室pH可升至10-11用于防垢，陽極室pH降至2-3用于酸性清洗。某化工廠采用鈦基銥鉭電極系統(tǒng)，通過PLC控制電流密度（5-15 mA/cm2）將循環(huán)水pH穩(wěn)定在8.5±0.3，相比傳統(tǒng)酸堿加藥減少藥劑消耗60%。該技術(shù)特別適用于高堿度水質(zhì)（M-alk>300 mg/L），但需注意陰極室可能生成Ca(OH)?沉淀，需配置超聲波防垢裝置。青海源力循壞水電極設(shè)施電化學(xué)技術(shù)處理過程安全環(huán)保。

金屬氧化生成的腐蝕產(chǎn)物（如Fe?O?、γ-FeOOH）本身具有半導(dǎo)體特性，其禁帶寬度影響電子轉(zhuǎn)移效率。例如α-Fe?O?（Eg=2.2eV）比γ-Fe?O?（Eg=2.0eV）更穩(wěn)定。這些氧化物還可能參與光電化學(xué)反應(yīng)，在光照條件下產(chǎn)生額外光電流，導(dǎo)致傳統(tǒng)電位測量出現(xiàn)偏差。現(xiàn)在研究正嘗試?yán)眠@種特性開發(fā)自供能監(jiān)測傳感器。

在拉伸應(yīng)力和腐蝕介質(zhì)共同作用下，電極材料會發(fā)生SCC。以奧氏體不銹鋼在Cl?環(huán)境為例，其裂紋擴展速率可達(dá)10??-10??mm/s。電化學(xué)噪聲檢測發(fā)現(xiàn)，SCC過程中會出現(xiàn)特征性的電流/電位突跳信號，這些瞬態(tài)響應(yīng)與位錯滑移、膜破裂等微觀事件直接相關(guān)，為早期預(yù)警提供了新思路。

在實際應(yīng)用中，被研究的電極被稱作工作電極（W），在電化學(xué)分析法中也稱為指示電極。為了測量工作電極的電勢，通常會將其與參比電極（R）組成二電極測量電池。當(dāng)需要使工作電極發(fā)生極化時，則需額外引入一個輔助電極（C），組成三電極測量電池系統(tǒng)。為降低電液中歐姆電位降（IR）對工作電極電勢測量的誤差，參比電極與電解液連接處常采用毛細(xì)管，即魯金毛細(xì)管，使其盡可能靠近工作電極，以提高測量的精度。

多重電極與單一電極不同，其電極界面上存在多種電極反應(yīng)。當(dāng)不太純的鋅浸入硫酸中時，【Zn|H?SO?】電極上就可能同時發(fā)生鋅原子失去電子生成鋅離子的反應(yīng)，以及氫離子得到電子生成氫氣的反應(yīng)，且這兩個反應(yīng)的速率都較快，因此該電極屬于二重電極。金屬腐蝕體系常常呈現(xiàn)出多重電極的特性，由于存在多種反應(yīng)，多重電極的靜態(tài)電勢需根據(jù)不同反應(yīng)的極化曲線和極化規(guī)律來綜合判斷，其電化學(xué)反應(yīng)過程相對復(fù)雜，給研究和應(yīng)用帶來了一定挑戰(zhàn)。 陰極保護(hù)技術(shù)延長管道壽命至15年。

電極材料是電氧化技術(shù)的重要部分，其催化活性、穩(wěn)定性和成本直接決定應(yīng)用可行性。目前研究較多的包括金屬氧化物電極（如Ti/RuO?、Ti/PbO?）、BDD電極及碳基電極（如石墨、碳?xì)郑?。Ti/RuO?電極具有高析氧電位（1.6 V vs. SHE），適合處理含氯廢水，但易發(fā)生析氧副反應(yīng)；Ti/PbO?電極成本較低且催化活性強，但長期運行后Pb溶出可能造成二次污染。BDD電極因其化學(xué)惰性和超高氧析出電位（>2.3 V）成為難降解有機物處理的理想選擇，但制備成本限制了大規(guī)模應(yīng)用。未來趨勢是開發(fā)復(fù)合涂層電極（如SnO?-Sb/Ti）或非貴金屬催化劑，以兼顧性能與經(jīng)濟(jì)性。智能電極自動報警故障。吸收塔電極除硬

電化學(xué)系統(tǒng)年節(jié)電200萬度。湖北電極除硬

溶解氧（DO）在電極氧化中扮演復(fù)雜角色：一方面作為去極化劑加速金屬溶解（如4Fe+3O?→2Fe?O?），另一方面在適當(dāng)條件下促進(jìn)保護(hù)性氧化膜形成。實驗數(shù)據(jù)顯示，當(dāng)DO從0.1mg/L升至8mg/L時，碳鋼腐蝕速率可從0.01mm/a增至0.15mm/a。但在pH>9的堿性環(huán)境中，DO會促進(jìn)γ-Fe?O?致密膜生成，反而抑制腐蝕。這種濃度-效應(yīng)的非線性關(guān)系要求在實際監(jiān)測中必須精確控制DO水平。

氧化反應(yīng)動力學(xué)受電荷轉(zhuǎn)移、物質(zhì)擴散等多因素控制。對于鐵電極，在pH=7的中性水中，其氧化電流密度通常為10??-10??A/cm2。當(dāng)形成鈍化膜后，電流密度可降至10??A/cm2以下。值得注意的是，氯離子存在時會使鈍化膜局部破裂，產(chǎn)生微米級的活性溶解點，此時電流密度呈現(xiàn)脈動特征，這種非線性動力學(xué)行為給電極壽命預(yù)測帶來挑戰(zhàn)。通過電化學(xué)阻抗譜（EIS）可有效表征這些動力學(xué)過程。 湖北電極除硬