【正文】 析出氯和氧的極化曲線? 這不但可提高電流效率，而且由于氧的析出相對減少，石墨的損壞也相對減少。通常在 6090℃ 之間進(jìn)行電解。應(yīng)該使用接近飽和的食鹽水，而且電解液的堿性不能太強(qiáng)。說明在石墨陽極上析出的是氯氣而不是氧氣。η(C12)＝ (O2十 2H2O十 4dm3e→ Cl2十 2e氯堿工業(yè)的電化學(xué)基礎(chǔ)? (2)mol為 E ＝－ mol2H2O十 2e?— → 2OH— 十 H2， (1)萬噸最大的原料進(jìn)口國氯堿工業(yè)的電化學(xué)基礎(chǔ) 萬噸02040608010089 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 00 01 02 03 04 05出口 進(jìn)口H2Cl2電解飽和食鹽水鹽酸HCl有機(jī)合成金屬冶煉中國正成為全球最大的氯堿生產(chǎn)國萬噸 ％302923191816141414140100020223000400050006000700098 99 00 01 02 03 04 05 06E 07E05101520253035全球燒堿產(chǎn)能 中國燒堿產(chǎn)能 ? 目前我國的燒堿生產(chǎn)中，電解法產(chǎn)量已占總產(chǎn)量的 % ，苛化法僅占 % 。三種方法采用的電解槽式樣分別為隔膜槽、汞槽和離子膜槽。 ? 電解氯化鈉水溶液生產(chǎn)燒堿、氯氣、氫氣，是電解工業(yè)中生產(chǎn)規(guī)模最大的，又稱氯堿工業(yè)。? 時空產(chǎn)率與流過單位體積反應(yīng)器的有效電流成正比，因此它與電流密度 (超電勢、電活性物質(zhì)的濃度和質(zhì)量傳輸方式 )、電流效率和單位體積電極的活性表面積有關(guān)。time? 實(shí)際電解時，一定有電流流過電解槽、電極發(fā)生極化，出現(xiàn)了超電勢?i， 還有溶液電阻引起的電位降 IRsol和電解槽的各種歐姆損失，其中包括電極本身的電阻、隔膜電阻、導(dǎo)線與電極接觸的電阻等。 ?V?I＝（ Qr/Q） 100％? 電能效率 ?E是為了獲得一定量產(chǎn)品，根據(jù)熱力學(xué)計算所需的理論能耗與實(shí)際能耗之比。? (4)由于生產(chǎn)中要同時用許多電解槽，一些前處理還要占用廠房等。h 。h ， 生產(chǎn) 1噸氫氧化鈉耗電 3150? (1)電合成中一般用不外加化學(xué)氧化劑或還原劑，雜質(zhì)少，產(chǎn)品純。易控制反應(yīng)的方向。mo11左右，從而使反應(yīng)速率增加約 107倍。(2)電解合成法的優(yōu)點(diǎn)(1)由于電化學(xué)方法的一系列優(yōu)點(diǎn)：可提供極強(qiáng)的氧化、還原能力，并能通過改變電化學(xué)因素，如電流密度、電極電位、電催化活性及選擇性等較為方便地控制、調(diào)節(jié)反應(yīng)的方向、限度、速率，因而成為很多無機(jī)產(chǎn)品主要的或不可取代的生產(chǎn)方法，如氯、氟、燒堿、氯酸鹽、高活性的二氧化錳等。第四章 無機(jī)物的電解合成無機(jī)物在電解合成中可以兩種方式生成：① 通過發(fā)生在電極表面的電化學(xué)反應(yīng)直接生成產(chǎn)物。許多用化學(xué)合成法不能生產(chǎn)的物質(zhì)，往往可用電解合成法生產(chǎn)?？稍诔爻合逻M(jìn)行。如果通過升溫的辦法達(dá)此目的，則必須把溫度從室溫升高 300K以上。通過控制電勢，選擇適當(dāng)?shù)碾姌O等方法，易實(shí)現(xiàn)電解反應(yīng)的控制，避免副反應(yīng)，得到所希望的產(chǎn)品。且化學(xué)上易實(shí)現(xiàn)自動、連續(xù)、密閉生產(chǎn)，對環(huán)境造成的污染少。消耗大量電能。KW 故在電能供給不足的地區(qū)難以大規(guī)模發(fā)展電化學(xué)生產(chǎn)工藝。另外，要實(shí)現(xiàn)各槽在相同條件下運(yùn)行，需較高的技術(shù)水平和管理水平。電極易受污染，活性不易維持．陽極尤其易受到腐蝕損耗。?E＝（ Wr/W） 100％＝（ EeQr/VQ）＝（ Ee/V） 幾個重要的基本概念和術(shù)語? （ 2） 槽電壓 V? 要使電流通過電解槽，外電源必須對電解槽的兩極施加一定的電壓 (或稱電勢 )，這就是槽電壓 V。實(shí)際槽電壓大于理論分解電壓，計算槽電壓一般公式為：V＝ Ee＋ |yield)? 單位體積的電解槽在單位時間內(nèi)所生產(chǎn)的產(chǎn)品的數(shù)量，通常以 mol? 電解槽的時空產(chǎn)率比其他的化學(xué)反應(yīng)器的時空產(chǎn)率要低，因此，在電化學(xué)工程研究中常常通過改進(jìn)電解槽的設(shè)計 (例如：引人流化床電極 )來提高時空產(chǎn)率。? 據(jù) 20世紀(jì) 80年代的資料．美國年產(chǎn)氯 107噸，英國年產(chǎn)氯 。氯堿工業(yè)? 從 1890年第一只食鹽水電解槽問世以來，氯堿工業(yè)已有 100多年的歷史。它們在能量消耗方面的差別不大，但從槽的結(jié)構(gòu)、性能、維護(hù)和投資等方面來看，它們各有特點(diǎn)，離子膜槽是最新的一種，從長遠(yuǎn)看，有取代另兩種電解槽的趨勢。? 在電解法燒堿中，隔膜法燒堿產(chǎn)量占 % ，離子膜法燒堿所占比例占到 % ，水銀法燒堿僅為 % 。產(chǎn)能占世界比例中國正成為全球最大的氯堿生產(chǎn)國中國占世界 PVC比重超過三分之一萬噸 ％35342619151311100100020223000400050002022 2022 2022 2022 2022 2022 2022E 2022E010203040全球 PVC產(chǎn)能（萬噸） 中國 PVC產(chǎn)能 產(chǎn)能占全球比例中國正成為全球最大的氯堿生產(chǎn)國04008001200燒堿 PVC美國 中國 西歐 日本 中東萬噸燒堿排名第二 中國正成為全球最大的氯堿生產(chǎn)國15萬噸PVC由最大進(jìn)口國轉(zhuǎn)為最大出口國200萬噸萬噸010020030098 99 00 01 02 03 04 05 06E 07E 08E一般貿(mào)易量（進(jìn)口純 PVC） 進(jìn)口量 出口量中國正成為全球最大的氯堿生產(chǎn)國原料全球采購多樣化、國際化鹽：澳大利亞、印度、墨西哥 /日本EDC：美國、中東地區(qū)VCM：日本、韓國、臺灣地區(qū) 陰極反應(yīng) dm3]， NaCl為 180Vdm3)代替活度，得到 Na的析出電勢為 陽極反應(yīng) E (Ee→ 4OH)＝ 氯堿工業(yè)的電化學(xué)基礎(chǔ)? 當(dāng)電流密度為 1000A(Cl2十 2e→ 2C1)＝ ， 但是，兩者析出電勢相差不大，要想盡量擴(kuò)大氫氣和氧氣析出電勢，最重要的途徑是選具適當(dāng)?shù)碾姌O材料，降低析氯的超電勢。使電解液流動，即不斷往電解槽加入食鹽水，不斷讓堿液流出，可阻止陰極附近的堿向陽極擴(kuò)散。氯堿工業(yè)的電化學(xué)基礎(chǔ)? 右圖為在石墨電極析出氯和氧的極化曲線。提高電流密度還能增加生產(chǎn)速度，提高設(shè)備利用率。 Fe(OH)BaSO Mg(OH) Na2CO3隔膜槽電解法 → 2e→ ＋ ? 對電解槽結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計 ,合理選擇電極和隔膜材料 ,是提高電流效率、降低槽電壓、節(jié)省能耗的關(guān)鍵。? 陽極材料除需滿足一般電極材料的基本需求（如導(dǎo)電性、催化活性強(qiáng)度、加工、來源、價格）外，還需能在強(qiáng)陽極極化和較高溫度的陽極液中不溶解、不鈍化，具有很高的穩(wěn)定性。? 石墨電極上的析氯過電位也較高，而且有 OH放電析出氧，從而使石墨電極本身受氧化而損失。隔膜電解槽? 金屬陽極? 在 20世紀(jì) 60年代，意大利人 Beer發(fā)明了以鈦為基體，涂覆有 RuO2后可以大大降低析出超電勢。因此，形成的 DSA　　? 以金屬或合金作為陰極時，由于在比較負(fù)的電位下工作 ,