阳极的电极电位向正方向变化，称为阳极极化，其极化值用Δφa表示。所以，电极极化是由于电极反应存在阻力而引起的。记录电极电位随电流密度变化的曲线称为极化曲线。消除或减弱极化作用的电极过程，称为去极化作用或去极化过程。去极化作用的结果必然是减少了电极反应的阻力，加速了电极反应的速率。对于金属的电化学腐蚀来说，去极化作用的结果就是加快了金属的腐蚀速度。......
2023-06-23
极化与极限电流密度：探讨与分析
【摘要】：使水分子产生离解反应时的操作电流密度称为极限电流密度。电流密度是指单位面积膜通过的电流。为了避免极化和结垢的影响，目前主要采取的措施有：①控制工作电流密度在极限电流密度以下运行，以避免极化现象的产生，减缓水垢的生成。极限电流密度的测定，通常采用电压一电流法。图6-20极限电流密度的确定
1.极化
在电渗析过程中，由于膜内反离子的迁移数大于溶液中的迁移数，从而造成淡水隔室中在膜与溶液的界面处形成离子亏空现象，当操作电流密度增大到一定程度时，主体溶液内的离子不能迅速补充到膜的界面上，从而迫使水分子电离产生H+和OH-来负载电流，这就是电渗析的极化现象。使水分子产生离解反应时的操作电流密度称为极限电流密度。电流密度是指单位面积膜通过的电流。
电渗析的极化现象对电渗析的运行有很大的影响，主要表现在：
①极化时一部分电能消耗在水的电离与H+和OH-的迁移上，使电流效率下降。
②正常运行时，淡水和浓水的声值为中性，极化时，OH-透过阴膜进入浓水室，这时阳膜迁移过来的Mg2+、Ca2+因受阴膜的阻挡，则在浓水侧的阴膜界面上与OH-发生反应：
Ca（OH）2、Mg（OH）2、CaCO3的沉淀会堵塞水流通道，增加水流阻力，增加电耗，影响出水水质、水量和电渗析器的安全运行。
③由于沉淀、结垢的影响，使膜的性能发生了变化，导致膜易裂，机械强度下降，膜电阻增大，缩短了膜的使用寿命。
为了避免极化和结垢的影响，目前主要采取的措施有：
①控制工作电流密度在极限电流密度以下运行，以避免极化现象的产生，减缓水垢的生成。
②定时倒换电极，使浓、淡室随之相应变换，这样，阴膜两侧表面上的水垢，溶解与沉淀相互交替，处于不稳定状态（见图6-18）。
③定期酸洗，电渗析在运行一段时间后，总会有少量的沉淀物生成，累积到一定程度时，用倒换电极也不能有效的去除，此时可用酸洗，视具体情况而定。
图6-18 倒换电极前后结垢情况示意
C——表示阳膜；A——表示阴膜
2.极限电流密度的推导
以阳膜淡室一侧为例（见图6-19），膜表面存在着一层厚为
的界面层（或称滞流层）。当电流密度为i，阳离子在阳膜内的迁移数为
，其迁移量为
，相当于单位时间、单位面积所迁移的物质的量。阳离子在溶液中的迁移数为t+，其迁移量为
，由于
>
，造成膜表面处阳离子的亏空，使界面层两侧出现浓度差，从而产生了离子扩散的推动力。此时，离子迁移的亏空量由离子扩散的补充量来补偿。根据菲克定律，扩散物质的通量表示为：
图6-19 浓差极化示意图
式中：φ——单位时间、单位面积通过的物质的量，mmol/（cm2·s）；
D——扩散系数，cm2/s；
c、c'——分别表示界面层两侧溶液的浓度，mmol/L；
δ——界面层厚度，cm。
当处于稳定状态时，离子的迁移与扩散之间存在着如下的平衡关系：
式中：i——电流密度，mA/cm2。
若逐渐增大i值，则膜表面的离子浓度c'必将逐渐降低，当i达到某一数值时，c'→0。如若再提高i值，由于离子扩散不及，在膜界面处引起水的离解，H+离子透过阳膜来传递电流，这种膜界面现象称为浓差极化。此时，电流密度称为极限电流密度
，有：
实验表明，δ值主要与水流速度有关，可由下式表示：
其中n值在0.3～0.9之间，n值越接近于1，说明隔网造成水流紊乱的效果越好。系数k与隔板形式及厚度等因素有关。将上面二式整理得：
在水沿隔板流水道流动过程中，水的离子浓度逐渐降低。其变化规律系沿流向按指数关系分布，式中c值一般采用对数平均值表示，即：
这样，极限电流密度与流速、平均浓度之间的关系最后可写成：
式中：υ——淡水隔板流水道中的水流速度，cm/s；
c——淡室中水的对数平均离子浓度，mmol/L；
，称为水力特性系数，主要与膜的性能、隔板形式与厚度、隔网形式、水的离子组成、水温等因素有关。
上式称为极限电流密度公式。在给定条件下，式中K和n值可通过试验确定。
极限电流密度的测定，通常采用电压一电流法。其测定步骤为：①在进水浓度稳定的条件下，固定浓、淡水和极室水的流量与进口压力；②逐次提高操作电压，待工作稳定后，测定与其相应的电流值；③以膜对电压对电流密度作图，并从曲线两端分别通过各试验点作一直线，如图6-20所示，从两直线交点P引垂线交曲线于C，点C的电流密度和膜对电压即为极限电流密度和与其相对应的膜对电压。这样，对应于每一流速υ，可得出相应的
值以及淡室中水的对数平均离子浓度c值，再用图解法即可确定K和n值。
图6-20 极限电流密度的确定
有关工业水处理技术的文章
- 详细阅读
-
流域及其特征分析与探讨详细阅读
X1.3.2.1流域、分水线河流某一断面以上汇集地表水和地下水的区域称为河流在该断面的流域。X1.3.2.2流域特征流域特征包括几何特征、地形特征和自然地理特征。图X1.6流域分水线和流域面积示意图流域长度。，ln表示，相邻两条等高线的高差用Δz表示，按式计算3.流域的自然地理特征包括流域的地理位置、气候条件、地形特征、地质构造、土壤性质、植被、湖泊、沼泽等。......
2023-06-21
-
极限理论与ε-语言详解详细阅读
用“ε-语言”讲述极限概念，可以表述得十分严格。但是，用“ε-语言”定义极限，逻辑结构显得相当复杂。100多年来，“ε-语言”始终占据着微积分的课堂。要真正掌握微积分的原理，就不得不过“ε-语言”这一关。极限的“ε-语言”，既是打开微积分宝库的钥匙，又是阻拦人们获取宝库珍宝的关卡！人们似乎已形成了一种认识：不使用“ε-语言”，就谈不上严格地讲授微积分。......
2023-10-17
-
函数极限与左、右极限关系详细阅读
【主要内容】1.设函数f（x）在点x0的某个去心邻域内有定义，则limx的充分必要条件是注 （ⅰ）对任意ε>0，如果存在δ>0，当0<|x-x0|<δ时有|f（x）-A|<ε.对任意ε>0，存在δ>0，使得-δ
2023-10-27
-
LNG泵试验结果分析与探讨详细阅读
LNG泵输送的是温度很低的流体,制造好以后应该经过在设计工作温度条件下的运转试验,考核其在低温条件下工作的可靠性。LNG泵的试验装置如图5-30所示。LNG泵必须通过严格的试验与测试,尽早地发现和解决泵在低温条件下存在的问题。8)为了测试LNG泵的平均性能,需要选择合适的流体作为试验流体,并保证足够的试验流体流量。......
2023-06-24
-
超滤过程中的浓差极化探讨详细阅读
在浓度梯度作用下，溶质由膜表面向主体溶液反向扩散，形成边界层，使流体阻力与局部渗透压增加，从而导致水的透过通量下降，这种现象称为浓差极化。由于进行超滤的溶液主要含有大分子，其在水中的扩散系数极小，导致超滤的浓差极化现象较为严重。在大分子溶液超滤过程中，由于Cm值急剧增加，结果使极化模数即Cm/Cb比值迅速增大。......
2023-06-19
-
基于微安表反映的分析与探讨详细阅读
在工作现场经常遇到以下异常情况，必须注意分析：1）微安表指针来回摆动没有任何规律，而且摆度忽大忽小。2）微安表指针大幅度周期性摆动。由于绝缘的恢复，电流就减小，此后被试设备充电电压又升高，于是重复发生上述现象，致使微安表指示出现大幅度来回摆动。4）微安表指示数值随测量时间而发生变化。6）试验设备接好线后，未加试验电源，微安表有指示。7）直流高压设备起动后，未升压，微安表有指示。......
2023-06-27
-
探讨直觉加工与分析加工的关系详细阅读
不仅如此，直觉加工的快速性和即时性使得个体在紧迫的情境下能够快速整合周围环境的信息与已有经验，摆脱对认知资源的依赖,及时做出决策。不过，传统研究往往将分析加工与直觉加工视作两个独立的加工系统。现有研究指出，两者可能处于不断的相互转换之中。下面，本章将从直觉加工及分析加工的关系入手揭示两种加工过程的内在特征，并在此基础上探讨如何构建直觉。......
2023-11-01
相关推荐