金属阳极隔膜电解槽英文解释翻译、金属阳极隔膜电解槽的近义词、反义词、例句

英语翻译：

【化】 diaphrage cell with metal anodes

分词翻译：

金属阳极的英语翻译：

【化】 dimensional stable anode

隔膜电解槽的英语翻译：

【化】 diaphragm electrolyzer

专业解析

金属阳极隔膜电解槽是一种广泛应用于氯碱工业等领域的电化学设备，用于通过电解过程生产氯气、氢气和氢氧化钠（烧碱）等基础化工原料。其核心结构和工作原理如下：

术语解析与英文对照
- 金属阳极 (Metal Anode)：指采用特定金属（通常是钛）作为基体，表面涂覆有电催化活性涂层（如钌、铱等贵金属氧化物）的电极。英文对应"Metal Anode" 或更具体的"Dimensionally Stable Anode (DSA)"。它替代了传统的石墨阳极，具有尺寸稳定、耐腐蚀、电流效率高、寿命长等优点。
- 隔膜 (Diaphragm)：指放置在阳极和阴极之间，允许离子通过但阻止两极产物（如Cl₂和H₂）混合的多孔屏障材料。早期使用石棉，现代多采用改性石棉或聚合物复合材料（如聚四氟乙烯增强材料）。英文为"Diaphragm"。
- 电解槽 (Electrolytic Cell/Tank)：指进行电解反应的容器装置，包含电极、隔膜、电解液及配套结构。英文为"Electrolytic Cell" 或"Electrolysis Tank"。
- 因此，金属阳极隔膜电解槽的完整英文表述为"Metal Anode Diaphragm Electrolytic Cell" 或"DSA Diaphragm Cell"。
工作原理
该电解槽以饱和食盐水（NaCl溶液）为电解液。在直流电作用下：
- 在金属阳极上发生氧化反应，氯离子（Cl⁻）失去电子生成氯气（Cl₂）：
  $$2Cl⁻ → Cl₂ + 2e⁻$$
- 在阴极（通常为钢网）上发生还原反应，水分子获得电子生成氢气（H₂）和氢氧根离子（OH⁻）：
  $$2H₂O + 2e⁻ → H₂ + 2OH⁻$$
- 钠离子（Na⁺）在电场作用下，通过隔膜从阳极室迁移到阴极室。
- 在阴极室，Na⁺与OH⁻结合生成氢氧化钠（NaOH）。隔膜的作用是允许Na⁺和少量水通过，同时尽可能阻止OH⁻向阳极室扩散以及Cl₂和H₂的混合，从而保证产品纯度和操作安全。
关键特点与优势
- 高效率：金属阳极（DSA）的电催化活性高，析氯过电位低，显著降低能耗。
- 长寿命：钛基体耐腐蚀，涂层稳定，阳极寿命远长于石墨阳极。
- 高电流密度：允许在更高的电流密度下运行（通常可达2-4 kA/m²），提高单槽产能。
- 产品纯度：隔膜有效分离两极产物，减少副反应（如OH⁻与Cl₂反应生成次氯酸盐）。
- 操作稳定：结构相对简单，运行维护相对方便。

参考来源：

氯碱工业原理与设备描述参考自《电解工程》（化学工业出版社）中关于隔膜法电解槽的章节。
金属阳极（DSA）的结构与优势参考了行业标准《钛基涂层阳极（DSA）技术条件》（HG/T 2471-2011）。

网络扩展解释

金属阳极隔膜电解槽是一种用于氯碱工业等领域的电解设备，其核心特点是采用金属材料（如钛）作为阳极，并通过隔膜分隔阴阳极室以防止产物混合。以下从结构、原理及优缺点等方面详细说明：

一、结构与材料

阳极组件
由导电铜板、支撑钢板、防腐钛板及阳极片组成。阳极片采用钛铜复合棒与涂钌的钛网焊接而成，钌涂层可增强阳极的耐腐蚀性并降低析氯过电位。
阴极组件
包括阴极箱外壳、吸附隔膜的阴极网袋及导电铜板。阴极多采用低碳钢材料，表面可能涂覆镍层以提高抗腐蚀性。
隔膜
通常为石棉纤维或改性石棉材料，吸附在阴极网上形成多孔屏障。其作用是允许离子通过但阻止OH⁻回迁至阳极室，同时控制盐水流速以减少副反应。

二、工作原理

电解反应
阳极（涂钌钛网）发生析氯反应：
$$2Cl^- → Cl_2↑ + 2e^-$$
阴极（低碳钢）发生析氢与生成NaOH反应：
$$2H_2O + 2e^- → H_2↑ + 2OH^-$$
总反应式为：
$$2NaCl + 2H_2O → 2NaOH + Cl_2↑ + H_2↑$$
隔膜作用
通过调节盐水从阳极室流向阴极室的速率，防止Cl₂与OH⁻反应生成次氯酸盐等副产物。

三、优缺点分析

优势
- 金属阳极耐腐蚀性强，寿命长；
- 改性隔膜可降低电阻，提升电流效率。
挑战
- 副反应多：阳极可能析氧（4OH⁻ → O₂↑ + 2H₂O + 4e⁻），导致Cl₂纯度下降；
- 能耗高：吨碱直流电耗常超过2400 kWh，电效低于90%；
- 运行不稳定：H₂/Cl₂比例易超标，需频繁检修（约4个月/次）。

四、应用与改进

主要用于氯碱工业生产烧碱、氯气和氢气。优化方向包括采用改性隔膜（如氟聚合物复合膜）减少极距不均问题，以及优化电极涂层工艺以降低过电位。