電化學(xué)在生物和醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用.ppt

,環(huán)境保護(hù)電化學(xué),自然資源和自然環(huán)境受到日益嚴(yán)重的破壞，環(huán)境保護(hù)便成為人們十分關(guān)心的問題，電化學(xué)技術(shù)在環(huán)境保護(hù)技術(shù)開發(fā)中發(fā)揮著極其重要的作用,其在環(huán)境保護(hù)過程中所體現(xiàn)出的優(yōu)越 性主要為以下幾點(diǎn)：,1 電化學(xué)技術(shù)與環(huán)境污染防范,1.1化學(xué)電源,化學(xué)電源按活性物質(zhì)的保存方式可分為3種主要類型：一次電池、二次電池(蓄電池)和燃料電池 由于一次電池不易回收，隨著環(huán)保和節(jié)約地球有限資源的要求，近年來人們將研究重點(diǎn)置于二次電池和燃料電池的研究,二次電池和燃料電池的對(duì)比,1.2 電化學(xué)對(duì)水的消毒處理,常見的消毒技術(shù)主要有氯消毒、臭氧消毒以及紫外輻射消毒。,1.3其他電化學(xué)工藝,膜輔助電化學(xué)工藝如電滲析、電去離子(離子交換輔助電滲析)以及電浮選和電凝聚，通過替代對(duì)環(huán)境危害嚴(yán)重的老工藝，以其清潔的生產(chǎn)工藝，在環(huán)境污染防護(hù)、環(huán)境污染治理方面都起著重要作用。例如，用電滲析法可制高純水以及應(yīng)用于海水淡化：電浮選和電凝聚可用于各種用水的預(yù)處理,2 電化學(xué)技術(shù)與環(huán)境污染治理,電化學(xué)技術(shù)在環(huán)境污染物處理中的應(yīng)用,廢水處理的電化學(xué)技術(shù),電化學(xué)法處理含有毒重金屬離子的稀廢液是最常應(yīng)用的。電鍍、冶金、印刷電路、顯影等許多工業(yè)都排放出大量含金屬離子的稀廢液，近年來對(duì)排放液中金屬離子的含量要求越來越嚴(yán)格，傳統(tǒng)加堿沉淀金屬離子的方法只能使Cu、Zn等少數(shù)金屬離子達(dá)到攤放濃度要求。麗且對(duì)環(huán)境有較大污染這促使電化學(xué)方法處理金屬離子稀廢液得到了發(fā)展。其中，電化學(xué)方法處理金屬離子稀廢液的效率取決于被移除粒子的傳質(zhì)速率、電極的有效面積、副反應(yīng)的發(fā)生，而電極的結(jié)構(gòu)和材料是影響傳質(zhì)速率和屯極的有效面積的主要因素,土壤再生的電化學(xué)方法,污染土壤的常規(guī)處理技術(shù)中，采用溶劑淋洗技術(shù)能有效去除土壤中可溶性的有機(jī)或無機(jī)污染物，但對(duì)非水溶性的污染物以及密實(shí)型土壤，其應(yīng)用非常困難。另外土壤淋洗過程中所使用的大量化學(xué)試劑對(duì)環(huán)境的影響也非常嚴(yán)重。熱脫附和蒸汽萃取方法主要是針對(duì)具有揮發(fā)性的有機(jī)污染物以及金屬汞污染的土壤。,有機(jī)污染廢液處理,利用電化學(xué)方法, 可使有機(jī)污染物在電極上發(fā)生直接電化學(xué)反應(yīng), 轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì), 例如對(duì)酚類、含氮有機(jī)染料、氰化物等的處理; 或發(fā)生間接電化學(xué)反應(yīng), 利用電極反應(yīng)產(chǎn)生強(qiáng)氧化作用的中間物質(zhì), 對(duì)有機(jī)污染物氧化, 最終降解。,電化學(xué)方法處理有機(jī)污染廢液的過程與電極材料、電極表面結(jié)構(gòu)及負(fù)載情況、電解質(zhì)溶液組成以及濃度等因素相關(guān)。其中電極材料是最重要的因素, 不同的電極材料具有不同的特殊催化特性, 可以產(chǎn)生不同的反應(yīng)或不同的氧化中間物質(zhì), 因此電極材料的開發(fā)是電化學(xué)方法處理有機(jī)污染廢液技術(shù)的關(guān)鍵。,電化學(xué)方法處理有機(jī)污染液,氣態(tài)污染物的電化學(xué)凈化,化工廠、熱電廠等工業(yè)排放出許多有毒、污染環(huán)境的氣體, 如: Cl2 、H2S、SO2 、NOx 、CO2 等。 電化學(xué)方法可處理凈化廢氣。首先氣態(tài)污染物通過電解液被吸附或吸收, 然后直接在電極上發(fā)生電化學(xué)污染物轉(zhuǎn)換, 或者間接的利用均相、異相氧化還原媒介對(duì)污染物進(jìn)行轉(zhuǎn)換。 電化學(xué)方法處理凈化廢氣工藝可分為槽內(nèi)工藝和槽外工藝。槽內(nèi)工藝是氣體直接經(jīng)吸附轉(zhuǎn)移到電化學(xué)反應(yīng)器內(nèi)并被處理; 槽外工藝是氣體先被吸附到獨(dú)立容器中, 再轉(zhuǎn)移至電化學(xué)反應(yīng)器中進(jìn)行處理,電化學(xué)技術(shù)用于環(huán)境檢測(cè),a、 污水需氧量(C0D)的伏安法測(cè)定是在電極上加一適當(dāng)?shù)恼妷? 以電流密度所相當(dāng)?shù)倪€原性物質(zhì)濃度代表需氧量, 其值與高錳酸鉀滴定結(jié)果有良好的相關(guān)性, 更能代表自然情況下可實(shí)際與氧氣起化學(xué)作用的物質(zhì)數(shù)量. b、硫化氫氣敏電極測(cè)定污水的硫化氫, 可不破壞水的化學(xué)平衡, 而將分子態(tài)硫化氫與硫離子和不溶性硫化物區(qū)分開來.,電化學(xué)技術(shù)用于環(huán)境檢測(cè),以電化學(xué)分析方法為原理的電化學(xué)傳感器, 具有快速、靈敏、準(zhǔn)確、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、便于自動(dòng)化等優(yōu)點(diǎn), 在環(huán)境監(jiān)測(cè)中應(yīng)用廣泛。 1 離子傳感器 離子傳感器也可稱為離子選擇性電極。其構(gòu)造的主要部分是離子選擇性膜, 因?yàn)槟る娢浑S被測(cè)定離子的濃度而變化, 故通過對(duì)離子選擇性膜電位的測(cè)定可以得到被測(cè)離子濃度。 2 氣體傳感器,目前, 電化學(xué)氣體傳感器可以用于檢測(cè)環(huán)境中的許多氣體, 如O2 、CO、H2S、NH3 、Cl2 、HCN、NOx 、SOx 、偏二甲肼、汽車尾氣等。測(cè)定氣體分子的傳感器材料很多, 原理各異。例如, 基于電位測(cè)量原理的氣敏電極、固體電解質(zhì)氣體傳感器; 基于電流測(cè)量原理的控制電位電解型傳感器等。 3 電化學(xué)傳感器 電化學(xué)生物傳感器是利用生物體可以對(duì)特定物質(zhì)進(jìn)行選擇性的識(shí)別、反應(yīng)、生成電極活性物質(zhì),然后采用電位測(cè)定或電流測(cè)定的化學(xué)傳感器,結(jié)束語,電化學(xué)技術(shù)治理環(huán)境污染物具有諸多優(yōu)點(diǎn)，但也有其不足之處: (1)能源消耗量大； (2)電極材料消耗過多； (3)操作工通常對(duì)電化學(xué)裝置不熟悉； (4)當(dāng)反應(yīng)物濃度不高時(shí)，處理時(shí)間延長(zhǎng)，電流效率降低。 但是電化學(xué)技術(shù)作為一種“清潔技術(shù)”，盡管在國(guó)內(nèi)外都有了很大的發(fā)展，而