电化学在生活中的应用

电化学在生活中的应用,就是把电化学应用到各种生产技术中,如工业、农业、医药业等领域.在金属腐蚀的应用方面,电解质溶液中,作为阳极的金属比阴极的金属更易失去电子,所以形成电子的转移,同时阳极被氧化,阴极就被保护起来了.例如在轮船上,为了防止船体的钢铁锈蚀,所以在轮船体下方焊接一些锌块；在工业上,许多金属的冶炼和精炼,如锂、钠、铍、镁、铝和希土金属等的冶炼,镍、铜、锌、镉、铅等的精炼或提纯,都可以用电解的方法来实现.利用电解的方法还可以制备许多基本化工产品,如氢氧化钠、氯酸钾、过氧化氢等.电化学方法在机械制造部门也得到重要应用,如电镀、电解加工、电抛光、电泳涂漆等.电化学工业已经成为国民经济中的重要组成部分同时还和各个学科有着密切的联系,我深深地感受到电化学与物理化学、无机化学、热力学有着密切的联系.

一、电氧化处理污水

在脉冲电流作用下,电氧化反应器里的特殊电极会产生的羟基自由基和活化氧自由基.由于这两种自由基有超强的氧化能力,因此当废水流经电氧化器时,水中的有机污染物将会被氧化降解直到变成无机物（如二氧化碳和水）.这个方法的缺点是：电耗大,完全氧化去除1公斤的COD需要耗电15-25度,平均20度.显然,这对电能紧张地区,很难被企业所接受.针对这个问题,英国一家环境公司对电氧化法进行改良,通过电极的排列,电流的密度及水力停留时间的控制：让电氧化只分解破坏有机物分子结构（如对杂环类多环芳香族化合物开环和破链,提高它们的生化性）,而不是把它们完全氧化成成无机物.换句话说,电氧化只做预处理,处理后,废水再进行生化.这样可使难降解的有机污染物得到经济有效的去除.

二、电催化——氧化

这个方法是：用铁片做电极,铁片之间填充活性碳颗粒作催化剂,在电场作用下,槽内电极材料在高梯度电场的作用下复极化,形成复极粒子.通过鼓入空气,经复极粒子催化产生过氧化氢（见反应式1）,H2O2和从阳极溶解下来的亚铁离子生成羟基自由基（见反应式2）分化降解水中有机污染物分子.（1）O2+2H2O+2e等于>H2O2+2OH-等等；（2）H2O2+Fe2+等于>OH.+OH-+Fe3+等等等.近期试验研究表明,为了促进有机污染物的降解,在活性碳颗粒表面涂上一层氧化铈波膜,可提高催化效果.目前国内正在开发“三维三相电极处理污水”,就是这种技术.它的优点是投资成本小,占地面积少.缺点是电耗特大,去除1公斤的COD需要耗电40多度.另外,活性碳颗粒经常要更换,而且要求不是酸性的废水,一般要调到酸性（pH<4）才有良好的处理效果.

三、电絮凝气浮法处理污水

用铁片或铝片做阳极,石墨做阴极在电场作用下,利用产生的铁或铝离子絮凝水中胶体或悬浮物.它的原理和铁碳床内电解相似,不同的是内电解不需外加电场但需水是酸性的,而电絮凝需外加电场,但对酸碱度没特别要求.电絮凝处理污水如果设计得当,要比直接加聚合铁或铝混凝处理污水便宜多了.此方法在国内已开始火热起来,用于预处理负荷高的废水,但它对有机污染物分子降解氧化能力有限.也就是说,如果水中胶体或悬浮物很少的话,它对COD的去除能力有限应用电化学涉及到的研究领域非常多,我对其在生物和医学中的应用领域比较感兴趣,尤其是生物体的电现象,如1791年伽伐尼的青蛙实验就证明了动物组织与电的互相作用,生物体内的信息传导大多依靠电信号来进行,如听觉、视觉、触觉、动作、思考,可以说,人的正常活动离不开电信号,而电信号是可以通过仪器来测定的,如人的心电波,通过电位的高低来判断人的心脏是否正常,这就是电化学的应用.而对人死亡的判断,是靠测定脑波的电位,一旦脑部的电信号消失,就能确认此人已死.由此引出了我多年来都思考的一个问题——人是否有“灵魂”,在常人看来“灵魂”是迷信的说法,但我认为,肯定有一种东西离开人体后才会导致人的死亡,这就是电信号,至于离开的电信号是否会到另一个生命的身上,我们都不得而知.