环境电化学技术主要有哪些

1. 电化学有哪些应用领域

电化学的应用领域：
1、电解工业，其中的氯碱工业是仅次于合成氨和硫酸的无机物基础工业、耐纶66的中间单体己二腈是通过电解合成的；铝、钠等轻金属的冶炼，铜、锌等的精炼也都用的是电解法；

2、机械工业要用电镀、电抛光、电泳涂漆等来完成部件的表面精整；
3、环境保护可用电渗析的方法除去氰离子、铬离子等污染物；
4、化学电源；
5、金属的防腐蚀问题，大部分金属腐蚀是电化学腐蚀问题；
6、许多生命现象如肌肉运动、神经的信息传递都涉及到电化学机理；
7、应用电化学原理发展起来的各种电化学分析法已成为实验室和工业监控的不可缺少的手段。
电化学（electrochemistry）作为化学的分支之一，是研究两类导体（电子导体，如金属或半导体，以及离子导体，如电解质溶液）形成的接界面上所发生的带电及电子转移变化的科学。传统观念认为电化学主要研究电能和化学能之间的相互转换，如电解和原电池。但电化学并不局限于电能出现的化学反应，也包含其它物理化学过程，如金属的电化学腐蚀，以及电解质溶液中的金属置换反应。
利用电化学手段分离溶液中的金属离子、有机分子的方法，共分四类：

1、控制电位的电解分离法
当溶液中存在两种或两种以上的金属离子时，如果它们的还原电位相近，□例如Cu□（标准电极电位□□=+0.345伏）和Bi□(□□=0.2伏)，则在电解时都会还原析出，达不到分离的目的。图1两种金属离子A和B的分解电位表示，如果控制阴极电位为□，则金属离子A可产生强度为□的电流，即可被还原；而金属离子B的电流强度极小，即几乎不能被还原，这样即可达到分离目的，并分别测定A和B。在电解过程中，阴极电位□□□是在不断变化的，□□=□式中□□为标准电极电位；□□为气体常数；□为热力学温度；□为电极过程电子转移数；□为法拉第常数；□为离子活度；□□为阴极超电压。电解时，离子浓度不断降低，□□的负值不断增加，以致B也被电解出来。为了控制阴极电位，要用图2控制电位的线路的线路随时调整外加电压。，e□是铂丝对电极，e□是参比电极(饱和甘汞电极)。选定的e□的电位(相对于e□)可从电位计V读出，电解电流从毫安计A读出，在电解过程中不断调整电阻□以保持阴极电位不变。
至于选择什么电位要看实验条件，例如在分别测定Cu□和Bi□时，由于两者电位太相近，需要在溶液中加入酒石酸，调节pH=5.8～6.0，Bi□与酒石酸生成的络合物比Cu□的稳定得多，使两者的分解电压相差得大一些，然后再加入适量的肼，以加速Cu□的还原。在这种条件下，控制阴极电位为－0.30伏，铜先电解出来，称出阴极的增重后，调节pH为4.5～5.5，控制阴极电位为－0.40伏，可将铋全部电解出来。如果溶液中还有Pb□，可将电位控制在－0.50伏，进行电解。应用此法时，后被电解的离子的浓度不能超过先被电解的离子的浓度。

2、汞阴极电解分离法
H□在汞阴极上被还原时，有很大的超电压，所以在酸性溶液中可以分离掉一些容易被还原的金属离子，使一些重金属（如铜、铅、镉、锌）沉积在汞阴极上，形成汞齐，同时保留少量不容易被还原的离子，如碱金属、碱土金属、铝、铁、镍、铬、钛、钒、钨、硅等。

3、内电解分离法
在酸性溶液中，利用金属氧化－还原电位的不同，可以组成一个内电解池，即不需要外加电压就可以进行电解。例如要从大量铅中分离微量铜，在硫酸溶液中Cu□比Pb□先还原，因此可将铅板作为一个电极，与铂电极相连，组成一个内电解池，它产生一个自发的电动势，来源于Pb的氧化和Cu□的还原。这个电动势使反应能够进行，直到电流趋近于零时，内电解池就不再作用了。内电解可以分离出微量的容易还原的金属离子，缺点是电解进行缓慢，因此应用不广。

4、电渗析法
液体中的离子或荷电质点能在电场的影响下迁移。由于离子的性质不同，迁移的速率也不同，正负电荷移动的方向也不同。当在电池的两极加上一个直流电压时，可以把一些有机物的混合物分离。如临床实验中常用此法研究蛋白质，将试样放在一个载器上，外加电场后，荷电质点沿着载器向电荷相反的电极迁移，因它们移动的速率不同而分离，一般能把血清蛋白分成五部分。改进实验技术可使浓缩斑点的宽度达到25微米左右，然后进行电渗析，可将血清蛋白分成二十个很清晰的部分。

2. 有哪些电化学技术其基本原理是什么

电镀
电泳
原电池
等

3. 几种电化学处理废水的技术

原理微电解技术是目前处理高浓度有机污水的一种理想工艺，称内电解法。它是在不通电的情况下，利用填充在污水中的微电解材料自身产生的电位差对污水进行电解处理，以达到降解有机污染物的目的。铁炭微电解设备中的废铁屑填料的主要成分是铁和炭，当将铁屑和炭颗粒浸没在酸性污水中时，由于铁和炭之间的电极电位差，污水中会形成无数个微原电池。其中电位低的铁成为阳极，电位高的炭成为阴极，在酸性充氧条件下发生电化学反应，其反应过程如下：阳极(Fe):Fe-2e—Fe2+，E0(Fe2+/Fe)二-0.44V;阴极（C):2H++2e—>H2,E0(H+/H2)=0.00Vo原电池反应产生的新生态氢能与污水中许多组分发生氧化还原反应，使有机物断链，有机官能团发生变化，使有机污水的可生化性有一定的提高，同时Fe(OH)2及Fe(OH)3还具有絮凝和吸附作用，从而达到去除污水中污染物的目的。经过铁炭微电解预处理后污水的酸188度大大降低，减少了中和剂的使用量。2)系统基本组成铁碳微电解系统由铁碳微电解池、配水系统、鼓风系统和加药系统等组成。

4. 电化学专业学什么专业课程

1、无机化学

元素化学、无机合成化学、无机高分子化学、无机固体化学、配位化学（即络合物化学）、同位素化学、生物无机化学、金属有机化学、金属酶化学等。

2、有机化学

普通有机化学、有机合成化学、金属和非金属有机化学、物理有机化学、生物有机化学、有机分析化学。

3、物理化学

结构化学、热化学、化学热力学、化学动力学、电化学、溶液理论、界面化学、胶体化学、量子化学、催化作用及其理论等。

4、分析化学

化学分析、仪器和新技术分析。包括性能测定、监控、各种光谱和光化学分析、各种电化学分析方法、质谱分析法、各种电镜、成像和形貌分析方法，在线分析、活性分析、实时分析等，各种物理化学性能和生理活性的检测方法，萃取、离子交换、色谱、质谱等分离方法，分离分析联用、合成分离分析三联用等。

5、高分子化学

天然高分子化学、高分子合成化学、高分子物理化学、高聚物应用、高分子物理。

6、核化学

放射性元素化学、放射分析化学、辐射化学、同位素化学、核化学。

7、生物化学

一般生物化学、酶类、微生物化学、植物化学、免疫化学、发酵和生物工程、食品化学、煤化学等。

其它与化学有关的边缘学科还有：地球化学、海洋化学、大气化学、环境化学、宇宙化学、星际化学等。

(4)环境电化学技术主要有哪些扩展阅读

学科应用

在物理化学的众多分支中，电化学是唯一以大工业为基础的学科。它的应用分为以下几个方面：

1、电解工业，其中的氯碱工业是仅次于合成氨和硫酸的无机物基础工业、耐纶66的中间单体己二腈是通过电解合成的；铝、钠等轻金属的冶炼，铜、锌等的精炼也都用的是电解法；

2、机械工业要用电镀、电抛光、电泳涂漆等来完成部件的表面精整；

3、环境保护可用电渗析的方法除去氰离子、铬离子等污染物；

4、化学电源；

5、金属的防腐蚀问题，大部分金属腐蚀是电化学腐蚀问题；

6、许多生命现象如肌肉运动、神经的信息传递都涉及到电化学机理；

7、应用电化学原理发展起来的各种电化学分析法已成为实验室和工业监控的不可缺少的手段。

5. 电化学分析法的主要方法

电导法
是用电导仪直接测量电解质溶液的电导率的方法。

电化学分析法电位滴定法
是在用标准溶液滴定待测离子过程中，用指示电极的电位变化指示滴定终点的到达，是把电位测定与滴定分析互相结合起来的一种测试方法。

电化学分析法电解分析法
是将直流电压施加于电解池的两个电极上，根据电极增加的质量计算被测物的含量。

电化学分析法伏安法
根据电解过程中的电流电压曲线（伏安曲线）来进行分析的方法。

电化学分析法溶出伏安法
将恒电位电解富集法与伏安法结合的一种极谱分析方法。它首先将欲测物质在适当电位下进行电解并富集在固定表面积的特殊电极上，然后反向改变电位，让富集在电极上的物质重新溶出，同时记录电流电压曲线。根据溶出峰电流的大小进行定量分析。

电化学分析法电位溶出分析法
在恒电位下将被测物质电解富集在工作电极上，然后断开恒电位电路，由电解液中的氧化剂将被富集的物质溶解出来，同时记录溶出时的电位时间曲线，根据曲线上溶出阶的长度进行定量，这种方法缩写为P．S．A．。
电位溶出分析法与溶出伏安法之间主要区别在于前者在溶出时没有电流流过工作电极，而后者具有背景电流，在某些情况下可能淹没溶出峰。

6. 谈谈对电化学技术的理解

电化学是研究电和化学反应相互关系的科学，而电化学技术就是基于电化学基本原理解决实际问题的一种技术。

从能量转换的角度出发，如果将化学反应释放的能量转换为电能并输出，形成电池，这就是化学电源技术基本工作原理；如果将电能转换成化学能，引发化学反应，形成电解池，这就是电解技术的基本工作原理。

电化学技术应用在水处理领域，主要是基于电解原理的电解技术。电化学水处理技术相关的元件、设备主要是电极、电解槽和电源，这三部分是电化学水处理技术最核心的内容。

(6)环境电化学技术主要有哪些扩展阅读

在1663年，德国物理学家 Otto von Guericke 创造了第一个发电机，通过在机器中的摩擦而产生静电。这个发电机将一个巨大的硫球放入玻璃球中，并固定在一棵轴上制成的。通过摇动曲轴来转动球体，当一个衬垫与转动的球发生摩擦的时候就会产生静电火花。 这个球体可以拆卸并可以用作电学试验的来源。

在17世纪中叶，法国化学家 Charles François de Cisternay Fay 发现了两种不同的静电，即同种电荷相互排斥而不同种电荷相互吸引。

Du Fay 发布说电由两种不同液体组成："vitreous" (拉丁语”玻璃“)，或者正电；以及"resinous", 或者负电。这便是电的双液体理论，这个理论被17世纪晚期Benjamin Franklin 的单液体理论所否定。

1781年，查尔斯.奥古斯丁库仑(Charles-Augustin de Coulomb) 在试图研究由英国科学家Joseph Priestley 提出的电荷相斥法则的过程中发展了静电相吸的法则。

1791年伽伐尼发表了金属能使蛙腿肌肉抽缩的“动物电”现象，一般认为这是电化学的起源。1799年伏打在伽伐尼工作的基础上发明了用不同的金属片夹湿纸组成的“电堆”，即现今所谓“伏打堆”。

这是化学电源的雏型。在直流电机发明以前，各种化学电源是唯一能提供恒稳电流的电源。1834年法拉第电解定律的发现为电化学奠定了定量基础。

19世纪下半叶，赫尔姆霍兹和吉布斯的工作，赋于电池的“起电力”(今称“电动势”)以明确的热力学含义；1889年能斯特用热力学导出了参与电极反应的物质浓度与电极电势的关系，即着名的能斯脱公式；1923年德拜和休克尔提出了人们普遍接受的强电解质稀溶液静电理论，大大促进了电化学在理论探讨和实验方法方面的发展。

20世纪40年代以后，电化学暂态技术的应用和发展、电化学方法与光学和表面技术的联用，使人们可以研究快速和复杂的电极反应，可提供电极界面上分子的信息。电化学一直是物理化学中比较活跃的分支学科，它的发展与固体物理、催化、生命科学等学科的发展相互促进、相互渗透。

在物理化学的众多分支中，电化学是唯一以大工业为基础的学科。它的应用主要有：电解工业，其中的氯碱工业是仅次于合成氨和硫酸的无机物基础工业；铝、钠等轻金属的冶炼，铜、锌等的精炼也都用的是电解法；机械工业使用电镀、电抛光、电泳涂漆等来完成部件的表面精整。

环境保护可用电渗析的方法除去氰离子、铬离子等污染物；化学电源；金属的防腐蚀问题，大部分金属腐蚀是电化学腐蚀问题；许多生命现象如肌肉运动、神经的信息传递都涉及到电化学机理。应用电化学原理发展起来的各种电化学分析法已成为实验室和工业监控的不可缺少的手段。

7. 常用的电化学保护法有哪4种

原电池原理
牺牲阳极保护法
牺牲阳极保护法是用电极电势比被保护金属更低的金属或合金做阳极，固定在被保护金属上，形成腐蚀电池，被保护金属作为阴极而得到保护。
牺牲阳极一般常用的材料有铝、锌及其合金。此法常用于保护海轮外壳，海水中的各种金属设备、构件和防止巨型设备（如贮油罐）以及石油管路的腐蚀。

电解池原理
外加电流法
将被保护金属与另一附加电极作为电解池的两个极，使被保护的金属作为阴极，在外加直流电的作用下使阴极得到保护。此法主要用于防止土壤、海水及河水中金属设备的腐蚀。

金属不活泼性质
根据不同的涌入选用不同的金属或非金属制成合金，防止腐蚀，如不锈钢

金属镀膜原理
采用喷油漆，涂油脂，电镀，喷镀或表面钝化等方法是金属与介质隔离，以防腐蚀

8. 电化学研究内容和原理

原理就是氧化还原反应，得失电子，当电子定向移动就可以产生电流

电化学是研究电和化学反应相互关系的科学。电和化学反应相互作用可通过电池来完成，也可利用高压静电放电来实现（如氧通过无声放电管转变为臭氧），二者统称电化学，后者为电化学的一个分支，称放电化学。由于放电化学有了专门的名称，因而，电化学往往专门指“电池的科学“

电化学是研究两类导体形成的带电界面现象及其上所发生的变化的科学。如今已形成了合成电化学、量子电化学、半导体电化学、有机导体电化学、光谱电化学、生物电化学等多个分支。电化学在化工、冶金、机械、电子、航空、航天、轻工、仪表、医学、材料、能源、金属腐蚀与防护、环境科学等科技领域获得了广泛的应用。当前世界上十分关注的研究课题, 如能源、材料、环境保护、生命科学等等都与电化学以各种各样的方式关联在一起。

电化学（Electrochemistry），电池由两个电极和电极之间的电解质构成，因而电化学的研究内容应包括两个方面：一是电解质的研原电池和电解池的比较究，即电解质学，其中包括电解质的导电性质、离子的传输性质、参与反应离子的平衡性质等，其中电解质溶液的物理化学研究常称作电解质溶液理论；另一方面是电极的研究，即电极学，其中包括电极的平衡性质和通电后的极化性质，也就是电极和电解质界面上的电化学行为。电解质学和电极学的研究都会涉及到化学热力学、化学动力学和物质结构。