鈦陽極在電滲析領(lǐng)域的應(yīng)用

　　電滲析法淡化海水

　　用電滲析法淡化海水是通過電滲析淡化器來實現(xiàn)的。淡化器除鹽原理，在外加直流電場作用下，當(dāng)含鹽分的原水流經(jīng)陰，陽離子交換膜和隔板組成的隔室時，水中的陰陽離子開始定向運動，陰離子向陽極方向遷移，陽離子向陰極方向遷移。由于離子交換膜具有選擇透過性，陽離子交換膜（簡稱陽膜）的固定交換基團(tuán)帶負(fù)電荷，因此允許水中的陽離子通過而阻擋陰離子。陰離子交換膜（簡稱陰膜）的固定交換基團(tuán)帶正電荷，因此允許水中的陰離子通過而阻擋陽離子，致使淡水隔室中的離子遷移到濃水隔室中去，從而達(dá)到淡化目的。

　　海水及苦咸水淡化，可將含鹽量高達(dá)60g/L的苦咸水淡化成飲用水，解決沙漠地區(qū)的飲水問題。電滲析淡化器廣泛用于食品，輕工等行業(yè)制取純水；電子，醫(yī)藥，化工等工業(yè)制取高純水的前處理；鍋爐給水的初級軟化脫鹽；海水淡化為飲用水以及某些化工產(chǎn)品的脫鹽處理等。

　　電極材料是電滲析淡化器的關(guān)鍵部件之一。這種電極材料要求既能耐氧化又能耐還原，也就是說既能作陽極又能作陰極， 但一般電極材料不能滿足這種要求。例如用石墨電極就會很快被腐蝕，工作壽命較短。目前較為理想的電極是以含銥的多組分金屬陽極為最佳，既能滿足電極倒向要求，同時還具有較低的過電位，具有節(jié)電性能，使用壽命也比一般釕鈦涂層金屬陽極長。

　　電滲析法制取四甲基氫氧化銨

　　四甲基氫氧化銨是合成有機(jī)硅橡膠以及硅油等常用的一種聚合催化劑。

　　過去制取工藝有，四甲基碘化銨水溶液與氧化銀反應(yīng)；四甲基氯化銨，氫氧化鉀在甲醇溶液中反應(yīng)；離子交換樹脂技術(shù)等，這些工藝過程復(fù)雜，有較多雜質(zhì)離子帶入產(chǎn)品，原料（如氧化銀）價格貴，很難實現(xiàn)工業(yè)化。

　　電滲析法可以直接制取高純度的四甲基氫氧化銨，具有原料成本低，設(shè)備小，生產(chǎn)能力大和工藝簡便等優(yōu)點。

　　電滲析槽由全氟陽離子交換膜，分隔成兩極室，陽極使用活性涂層鈦電極，陰極為不銹鋼。在陽極室中注入30%四甲基氯化銨水溶液，陰極室中注入2%四甲基氫氧化銨水溶液。接通直流電后，兩極板上即發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)。電流密度11A/d㎡ ，槽電壓10V電流效率約80%。制得濃度約15%的氫氧化銨。經(jīng)減壓濃縮可得到產(chǎn)品五水和氫氧化銨晶體。

　　電滲析電解法回收鍍鎳廢水中的鎳

　　長期以來，對鍍鎳廢水的處理多采用離子交換，電滲析等方法，這些方法的實質(zhì)是將廢水濃縮后回用，但由于濃縮過程中，廢水中的雜質(zhì)也同樣被濃縮，為其回用帶來很大不便或根本不能回用。許多電化學(xué)工作者嘗試采用電解的方法從含鎳廢水中電解回收金屬鎳。對含鎳廢水來說，鎳的標(biāo)準(zhǔn)電極電位本來就較負(fù)（—0.25V），在稀溶液中電解時，因濃度極化而使鎳的析出電位變的更負(fù)，氫氣優(yōu)先大量析出，而使鎳析出的陰極電流效率極低，甚至沒有鎳析出。因此，從低濃度的鍍鎳廢水中電解回收金屬鎳，單靠增大陰極表面積，降低電流密度等方法是不可能獲得良好效果的，只有設(shè)法提高陰極表面附近鎳離子的濃度，才能有效地提高電解回收鎳的電流效率，也才能使用電解方法從鍍鎳廢水中電解回收金屬鎳獲得成功。

　　電滲析和電解相結(jié)合的方法，從含鎳廢水中回收金屬鎳，并稱之為電滲析電解法。此法基本原理是，離子交換膜具有對不同電性的離子選擇性透過的作用，即在電解質(zhì)溶液中，陰離子交換膜允許陽離子透過而阻擋陰離子；陽離子交換膜允許陰離子透過而阻擋陽離子。因此，在電場作用下，溶液作用可以有效地使廢水中的鎳離子遷移到陰極室中，中間室內(nèi)的硫酸根離子等陰離子透過陽離子交換膜進(jìn)入陽極室，鎳離子等陽離子可以透過陰離子交換膜進(jìn)入陰極室，這樣，若能陰極室內(nèi)溶液維持較高濃度的鎳離子，則鎳離子就可以在陰極上以較高的電流效率以金屬的形式沉積出來。中間室內(nèi)的鎳離子濃度則逐漸減少，達(dá)到處理廢水并回收金屬鎳的目的。

　　電滲析電解裝置包含有三個陰極室，四個陽極室和六個循環(huán)室。陰極才用不銹鋼板，陽極采用不溶性鈦陽極。當(dāng)廢水PH值為5左右時，控制適當(dāng)?shù)碾娏髅芏龋瑒t可高效回收金屬鎳，將含鎳離子1g/L左右的鍍鎳廢水處理至50mg/L左右，平均電流效率可達(dá)60%以上，回收鎳的純度達(dá)99.7%以上。