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膜电极是利用隔膜对单种离子的透过性，或膜表面与电解液的离子交换平衡所建立的电势，来测量电液中特定离子活度的装置。其中玻璃电极较为典型，常用于测量溶液的酸碱度。它的敏感膜能选择性地允许氢离子通过，当膜两侧氢离子浓度存在差异时，会产生膜电势，通过测量膜电势就能得知溶液中的氢离子浓度，进而确定溶液的 pH 值。离子选择性电极同样基于此原理，可对特定离子如钠离子、钾离子等进行精细检测，在环境监测、生物医学等领域发挥重要作用。 电化学除重金属同步回收有价值金属。浙江数据中心电极除硬系统
在氯碱工业中，钛电极的应用具有性意义。传统的石墨电极在电解过程中存在寿命短、能耗高、产品质量不稳定等问题，而钛基二氧化钌电极的出现改变了这一现状。在电解饱和食盐水生产氯气、氢气和氢氧化钠的过程中，钛基二氧化钌阳极对析氯反应具有优异的电催化活性和选择性，能够在较低的槽电压下高效地将氯离子氧化为氯气，降低了电能消耗。同时，钛电极的长寿命减少了电极更换频率，提高了生产的连续性和稳定性，降低了生产成本。如今，钛电极已成为氯碱工业电解槽的主流电极材料，推动了整个行业的技术进步和产业升级。山西海水淡化电极除硬电化学处理使设备清洗频率降低80%。
电极材料是电氧化技术的重要部分，其催化活性、稳定性和成本直接决定应用可行性。目前研究较多的包括金属氧化物电极（如Ti/RuO₂、Ti/PbO₂）、BDD电极及碳基电极（如石墨、碳毡）。Ti/RuO₂电极具有高析氧电位（1.6 V vs. SHE），适合处理含氯废水，但易发生析氧副反应；Ti/PbO₂电极成本较低且催化活性强，但长期运行后Pb溶出可能造成二次污染。BDD电极因其化学惰性和超高氧析出电位（>2.3 V）成为难降解有机物处理的理想选择，但制备成本限制了大规模应用。未来趋势是开发复合涂层电极（如SnO₂-Sb/Ti）或非贵金属催化剂，以兼顾性能与经济性。
微电极的工作面积十分微小，其电极面积大小界限虽不十分严格，但这种小尺寸特性赋予了它独特优势。一方面，微电极实现了电极的微型化，在一些对空间要求极高的微纳器件或生物体内检测场景中，能轻松适配。另一方面，在电化学分析中，尽管整个电极并非微型化，但其极小的工作面积可使电极反应时发生明显的极化作用。通过微电极指示出的扩散电流与离子浓度存在线性关系，借此可精确测知溶液中离子的浓度，在痕量分析等方面表现出色。电化学pH调控精度达±0.3。
高盐循环水易导致设备腐蚀和结垢，电化学离子交换（EDI）技术结合离子交换树脂与直流电场，可连续脱除Ca²⁺、Mg²⁺和Cl⁻等离子。以填充混床树脂的电渗析模块为例，在15 V电压下，硬度离子去除率>90%，产水电阻率可达5 MΩ·cm。相比传统离子交换，EDI无需酸碱再生，且自动化程度高。设计要点包括：①树脂选择（强酸/强碱型）；②隔板流道优化（防堵塞）；③极水循环（防结垢）。某电子厂超纯水系统中，EDI使再生废水排放量减少95%，运行成本降低30%。电化学方法处理不产生泡沫。山东源力循坏水电极除硬
铜离子电解释放有效抑制藻类滋生。浙江数据中心电极除硬系统
目前相比传统氯消毒，电氧化可同步杀灭病原体和降解微污染物（如农药、内分泌干扰物）。采用Ti/IrO₂-Ta₂O₅电极时，大肠杆菌的灭活率在5分钟内达99.99%，且无消毒副产物（DBPs）生成。对于饮用水中常见的阿特拉津（除草剂），电氧化优先攻击其叔胺基团，降解路径明确。实际应用中需平衡消毒效果与能耗（通常<0.5 kWh/m³），并考虑水源水质（如天然有机物的干扰）。形成了模块化的电氧化设备已经成功作用于农村分散式供水处理。浙江数据中心电极除硬系统
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