电催化是使电极、电解质界面上的电荷转移加速反应的一种催化作用。电极催化剂的范围限于金属和半导体等的电性材料。电催化研究较多的有骨架镍、硼化镍、碳化钨、钠钨青铜、尖晶石型与钨态矿型的半导体氧化物,以及各种金属化物及酞菁一类的催化剂。主要应用于有机污水的电催化处理;含铬废水的电催化降解;烟道气及原料煤的电解脱硫;电催化同时脱除NOx和S02;二氧化碳和氮气的电解还原。
选用合适的电极材料,以加速电极反应的作用。所选用的电极材料在通电过程中具有催化剂的作用,从而改变电极反应速率或反应方向,而其本身并不发生质的变化。电极上施加的过电位也能影响反应速率,因此衡量电催化作用的大小,必需用平衡电位Ee时的电极反应速率,常称为交换电流密度i0。
电解池和原电池的电位分别为E1和E2:式中ηa和ηc分别为阳极和阴极的电活化过电位;I为电流;R′为电阻;n为电极反应的电子转移数;R为气体常数;T为热力学温度;F为法拉第常数;α为阴极反应的传递系数;ηc为其他过电位。显然,交换电流密度愈大,则电活化过电位愈小,有利于反应的进行。
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