鈦電極是以鈦為基體，通過表面改性處理制備而成的電極材料。鈦作為一種具有高比強度、良好耐腐蝕性的金屬，為電極提供了穩(wěn)定的機械支撐。在電極制備過程中，通常會在鈦基體表面涂覆一層或多層具有電催化活性的物質(zhì)，如金屬氧化物、貴金屬等。這些活性涂層能夠明顯改變電極的電化學(xué)性能，使其具備特定的電催化功能，從而在不同的電化學(xué)過程中發(fā)揮作用。例如，在氯堿工業(yè)中，鈦電極的使用大幅提高了電解效率和產(chǎn)品質(zhì)量，推動了行業(yè)的發(fā)展。鈦電極的出現(xiàn)，為眾多需要高效、穩(wěn)定電極材料的領(lǐng)域提供了新的解決方案。

為克服單一電氧化的局限性，常將其與光催化、臭氧氧化或生物處理聯(lián)用。例如，電氧化-光催化（EO-PC）系統(tǒng)中，TiO?光陽極在紫外光激發(fā)下產(chǎn)生電子-空穴對，與電生成的·OH協(xié)同降解污染物，對雙酚A的礦化率比單獨電氧化提高40%。電氧化-生物耦合工藝（如前置電氧化提高廢水可生化性）可降低能耗，適用于高濃度有機廢水。此外，電氧化與膜過濾結(jié)合（如電化學(xué)膜生物反應(yīng)器）能同步實現(xiàn)污染物降解和固液分離，但需解決膜污染和電極-膜模塊集成設(shè)計問題。河北循壞水電極除硬系統(tǒng)電化學(xué)方法處理不改變水體pH值。

PPCPs（如防曬劑）在水體中持續(xù)積累，傳統(tǒng)工藝難以有效去除。電氧化技術(shù)可通過自由基攻擊實現(xiàn)PPCPs的分子結(jié)構(gòu)破壞。以磺胺甲惡唑（SMX）為例，BDD電極在10 mA/cm2電流密度下處理2小時，SMX降解率>95%，且毒性評估顯示中間產(chǎn)物無生態(tài)風(fēng)險。關(guān)鍵挑戰(zhàn)在于PPCPs的低濃度（ng/L~μg/L）和高背景有機物干擾，需通過提高電極選擇性（如分子印跡改性）或耦合前置吸附工藝來增強靶向降解。此外，實際水體中碳酸鹽等自由基淬滅劑會降低效率，需優(yōu)化反應(yīng)條件以抑制副反應(yīng)。

熱分解法是制備鈦電極常用的方法之一。該方法首先將含有活性金屬元素的有機鹽或無機鹽溶液涂覆在鈦基體表面，然后通過高溫熱處理使涂層發(fā)生分解反應(yīng)，形成具有電催化活性的金屬氧化物涂層。在制備鈦基二氧化釕電極時，通常采用四氯化釕的乙醇溶液作為涂液，將其均勻涂覆在經(jīng)過預(yù)處理的鈦基體上，然后在一定溫度下進行多次熱分解，每次熱分解溫度和時間都有嚴格要求，通過控制這些參數(shù)，可以精確調(diào)控涂層的結(jié)構(gòu)和性能。熱分解法制備的鈦電極具有良好的涂層與基體結(jié)合力，且工藝相對簡單，適合大規(guī)模生產(chǎn)。電化學(xué)技術(shù)處理過程安全環(huán)保。

目前相比傳統(tǒng)氯消毒，電氧化可同步殺滅病原體和降解微污染物（如農(nóng)藥、內(nèi)分泌干擾物）。采用Ti/IrO?-Ta?O?電極時，大腸桿菌的滅活率在5分鐘內(nèi)達99.99%，且無消毒副產(chǎn)物（DBPs）生成。對于飲用水中常見的阿特拉津（除草劑），電氧化優(yōu)先攻擊其叔胺基團，降解路徑明確。實際應(yīng)用中需平衡消毒效果與能耗（通常<0.5 kWh/m3），并考慮水源水質(zhì)（如天然有機物的干擾）。形成了模塊化的電氧化設(shè)備已經(jīng)成功作用于農(nóng)村分散式供水處理。鋁電極電絮凝處理含油廢水，SS去除率>90%。貴州工業(yè)電極設(shè)備

電化學(xué)技術(shù)減少90%酸堿藥劑消耗。河北循壞水電極除硬系統(tǒng)

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?的標準電極電位為-0.44V（vs SHE）。當系統(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)的標準電位達+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。河北循壞水電極除硬系統(tǒng)