电化学在生物和医学中的应用.pptVIP

环境保护电化学 自然资源和自然环境受到日益严重的破坏，环境保护便成为人们十分关心的问题，电化学技术在环境保护技术开发中发挥着极其重要的作用． 其在环境保护过程中所体现出的优越性主要为以下几点： 1 电化学技术与环境污染防范 1.1化学电源 转换方式 特点 传统电源 热机过程，受卡诺循环限制 能量转化效率低，产生大量的粉尘、二氧化碳、氮的氧化物和硫的氧化物 电化学电源 化学能→电能 高效、清洁、经济、安全 化学电源按活性物质的保存方式可分为3种主要类型：一次电池、二次电池(蓄电池)和燃料电池． 由于一次电池不易回收，随着环保和节约地球有限资源的要求，近年来人们将研究重点置于二次电池和燃料电池的研究 二次电池和燃料电池的对比 优点 缺点 例子 二次电池（蓄电池） 成本低廉，应用广泛 比能低、充电速度慢、寿命不长 Cd／Ni电池、MH／Ni电池、Na／S电池、 等 燃料电池 高效、环境友好、安静、可靠性高 未得到足够的发展 碱性燃料电池，质子交换膜燃料电池。 1.2 电化学对水的消毒处理 常见的消毒技术主要有氯消毒、臭氧消毒以及紫外辐射消毒。 优点 缺点 产物 氯消毒 很强的杀菌灭藻作用且价格低廉应用比较广泛 消毒过程具有高危险性 三氯甲烷、四氯化碳等 许多致癌物质 臭氧、紫外消毒 消毒效果较好 费用过高 电化学消毒 节能廉价、 无残留、安全 过氧化氢 1.3其他电化学工艺 膜辅助电化学工艺如电渗析、电去离子(离子交换辅助电渗析)以及电浮选和电凝聚，通过替代对环境危害严重的老工艺，以其清洁的生产工艺，在环境污染防护、环境污染治理方面都起着重要作用。例如，用电渗析法可制高纯水以及应用于海水淡化：电浮选和电凝聚可用于各种用水的预处理． 2 电化学技术与环境污染治理 电化学技术在环境污染物处理中的应用 废水处理的电化学技术 电化学法处理含有毒重金属离子的稀废液是最常应用的。电镀、冶金、印刷电路、显影等许多工业都排放出大量含金属离子的稀废液，近年来对排放液中金属离子的含量要求越来越严格，传统加碱沉淀金属离子的方法只能使Cu、Zn等少数金属离子达到摊放浓度要求。丽且对环境有较大污染．这促使电化学方法处理金属离子稀废液得到了发展。其中，电化学方法处理金属离子稀废液的效率取决于被移除粒子的传质速率、电极的有效面积、副反应的发生，而电极的结构和材料是影响传质速率和屯极的有效面积的主要因素． 土壤再生的电化学方法 污染土壤的常规处理技术中，采用溶剂淋洗技术能有效去除土壤中可溶性的有机或无机污染物，但对非水溶性的污染物以及密实型土壤，其应用非常困难。另外土壤淋洗过程中所使用的大量化学试剂对环境的影响也非常严重。热脱附和蒸汽萃取方法主要是针对具有挥发性的有机污染物以及金属汞污染的土壤。 有机污染废液处理   利用电化学方法, 可使有机污染物在电极上发生直接电化学反应, 转化为无害物质, 例如对酚类、含氮有机染料、氰化物等的处理; 或发生间接电化学反应, 利用电极反应产生强氧化作用的中间物质, 对有机污染物氧化, 最终降解。     电化学方法处理有机污染废液的过程与电极材料、电极表面结构及负载情况、电解质溶液组成以及浓度等因素相关。其中电极材料是最重要的因素, 不同的电极材料具有不同的特殊催化特性, 可以产生不同的反应或不同的氧化中间物质, 因此电极材料的开发是电化学方法处理有机污染废液技术的关键。 电化学方法处理有机污染液 污染物 相关工业 电极 酚类有机物 印染、塑胶、医药、炼油、炼焦等 石墨、PbO2、SnO2/Ti、TiO2/Ti 染料 漂染工业等 钛涂层石墨电极、PbO2、MgO 表面活性剂 表面活性剂 石墨、氧化铷涂层钛电极 卤代化合物 杀虫剂、除草剂等 Ti、PbO2、碳纤维电极 芳香胺类有机物 印染、石油、橡胶、造纸等 PbO2 气态污染物的电化学净化  化工厂、热电厂等工业排放出许多有毒、污染环境的气体, 如: Cl2 、H2S、SO2 、NOx 、CO2 等。    电化学方法可处理净化废气。首先气态污染物通过电解液被吸附或吸收, 然后直接在电极上发生电化学污染物转换, 或者间接的利用均相、异相氧化还原媒介对污染物进行转换。    电化学方法处理净化废气工艺可分为槽内工艺和槽外工艺。槽内工艺是气体直接经吸附转移到电化学反应器内并被处理; 槽外工艺是气体先被吸附到独立容器中, 再转移至电化学反应器中进行处理 电化学技术用于环境检测 a、 污水需氧量(C0D)的伏安法测定是在电极上加一适当的正电压, 以电流密度所相当的还原性物质浓度代表需氧量, 其值与高锰酸钾滴定结果有良好的相关性, 更能代