Закономерности протекания электрохимических процессов в водных растворах толуола и ацетона под давлением кислорода

• Автор: Алиева, Джамиля Сапиулаевна
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Махачкала
• Количество страниц: 102 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА I. ЛИТЕРАТУРЫЙ ОБЗОР.

1.1. Характеристика промышленных производственных процессов в сточных водах которых содержатся толуол и ацетон

1.2. Физикохимические методы окисления толуола и ацетона

1.3. Электрохимические процессы с участием толуола и ацетона

1.4. Перспективы интенсификации окислительных процессов использованием повышенных давлений кислорода.

1.5. Особенности кинетики и механизм электровосстановления кислорода

ГЛАВА И. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА

2.1. Поляризационные измерения. Электроды. Электрохимические ячейки.

2.2. Автоклавы. Особенности проведения исследований при повышенных давлениях

2.3. Электролиз под давлением с разделенными анодным и катодным пространствами
2.4. Реактивы, посуда, оборудование.
2.5. Методика анализа и идентификации продуктов.
ГЛАВА III. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ДАННЫЕ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
3.1. Закономерности протекания электродных процессов в ацетонсодержащих растворах под давлением кислорода
3.1.1. Анодный процесс
3.1.2. Катодный процесс.
3.1.3. Влияние условий электролиза на восстановление ацетона на цинковом катоде под давлением.
3.2. Закономерности протекания электродных процессов в толу
олсодержащих водных растворах по давлением кислорода
3.2.1. Анодный процесс.
3.2.2. Катодный процесс
3.3. Закономерности протекания электродных реакций в смеси водных растворов толуола и ацетона под давлением кислорода..
3.3.1. Анодный процесс.
3.3.2. Катодный процесс
3.4. Определение оптимальных параметров деструкции.
ВЫВОДЫ.
ЛИТЕРАТУРА


Толуол применяется, в основном, для повышения октанового числа бензина, производства ксилолов, растворителей, а также толуолдиизоцианата, используемого для производства полиуритановых пепопластов, нитротолуола, хлористого бензила и бензойной кислоты. Потребление толуола в Европе составляет 1,7 млн. Он испаряется и его пары вызывают раздражение глаз, кожи, дыхательных путей, головную боль, заболевание печени и почек 1. Исходя из этого, представляет большой практический интерес разработка эффективных технологий очистки сточных вод, содержащих ацетон и толуол. Успешное применение электрохимических методов для обезвреживания сточных вод, содержащих данные органические соединения, известно давно. Недостатком их пока является относительно высокий расход электроэнергии. Кроме того, полезное применение нашел только анодный процесс. В отличие от прямого электрохимического окисления ортнических веществ в области высоких анодных потенциалов, где практически всегда существуют проблемы коррозионной стойкости электродных материалов, термодинамической устойчивости водных растворов электролитов, при непрямом окислении химических соединений такие проблемы не возникают, изза сравнительно невысоких электродных потенциалов, а химическая реакция в такой системе протекает в гомогенной среде 3,4. Поскольку при атмосферном давлении катодное восстановление кислорода протекает с низким выходом по току, перспективным является проведение процесса при повышенном давлении. Преимущества электролиза под давлением перед проведением процесса при атмосферном давлении известны. В этом случае снижаются потери электроэнергии за счет уменьшения газонаполнения и открываются новые возможности проведения процесса с участием газообразного кислорода, растворимость которого при повышенных давлениях возрастает 5. Настоящая работа, нацеленная на решение задачи максимально полезного использования как катодного, так и анодного электродных процессов, развивает направление исследований по интенсификации технологии очистки сточных вод от органических соединений. Поэтому, применительно к проблеме повышения экологической безопасности производств, сбрасывающих токсичные отходы в окружающую среду, является актуальным дальнейшее развитие технологии деструкции органических соединений. Цель работы заключается в исследовании закономерностей электрохимического окисления толуола и ацетона под давлением кислорода. Методы исследовании. Для решения поставленных задач использовался комплекс электрохимических методов, включающий потенциодинамический, потенциостатический и циклический способы получения зависимостей ток потенциал, а также метод гальваностатического электролиза. Идентификация продуктов деструкции толуола и ацетона проводилось с привлечением метода высокоэффективной жидкостной хроматографии. Достоверность сформулированных выводов и обоснованность рекомендаций достигалась использованием современных физикохимических методов, методов статистической обработки данных, применением метрологически аттестованных приборов и оборудования и сравнительного анализа полученных результатов с литературными данными. Апробация работы. Основные результаты докладывались и обсуждались на Международном конгрессе Вода экология и технология ЭКВАТЭК г. Москва, , Всероссийской научнотехнической конференции Экология море и человек г. Таганрог, , XVI Всероссийском совещании по электрохимии ортнических соединений ЭХОС г. Новочеркасск, , Российской научной конференции Современные аспекты химической пауки г. Махачкала, , Международной конференции по элсктрокатализу I . Ii ii г. Котор, Черногория , на 0х сообщениях Электрохимического общества 0 i г. Канкум, Мексика, , Всероссийской научной конференции Фундаментальные и прикладные проблемы современной химии и материаловедения Махачкала, ДГУ, . Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 работ в виде статей и тезисов докладов. Объем и структура диссертации. Работа состоит из введения, трех глав, выводов и списка литературы, включающего 9 источника на русском и иностранных языках. Диссертация изложена на 3 страницах, содержит рисунков и 7 таблиц.