Электрохимическое окисление диоксида серы в концентрированных растворах серной кислоты при повышенных давлениях

• Автор: Курсаков, Сергей Васильевич
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Махачкала
• Количество страниц: 148 с.

СОДЕРЖАНИЕ.
ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА I. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Кинетика и механизм анодного окисления диоксида

1.2. Адсорбция диоксида серы на твердых электродах.

1.3. Методы интенсификации анодного окисления диоксида

1.4. Использование реакции электроокнсления диоксида серы

в сернокислотном цикле получения водорода.

1.5. Выводы из литературного обзора

ГЛАВА II. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА

2.1. Поляризационные измерения. Электроды. Электрохимические ячейки.

2.2. Автоклавы. Особенности проведения исследований при повышенных давлениях и температурах.
2.3. Методики анализа и идентификации продуктов.
ГЛАВА III. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ДАННЫЕ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
3.1. Исследование адсорбции диоксида серы на платиновом электроде.
3.2. Влияние адсорбции диоксида серы на кинетику его анодного окисления. Механизм процесса.
3.3. Влияние концентрации серной кислоты на кинетику электрохимического окисления диоксида серы
3.4. Электрохимическое окисление диоксида серы при повышенных температурах.
3.5. Электрохимическое окисление диоксида серы при повы
шенных давлениях
3.6. Влияние давления и температуры на напряжение на электролизере.
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА


Скорость процесса определяется реакцией восстановителя с кислородом, адсорбированным на платине. Роль электрохимического акта сводится к регенерации поверхностных кислородных соединений, в связи с чем реакция анодного окисления диоксида серы отнесена авторами к классу электрокаталитическнх реакций. Возможность каталитического окисления диоксида серы кислородом, предварительно хемосорбированным на поверхности платины и угля, была доказана Давтяном . При этом во время реакции с поверхности катализатора удаляется весь кислород, способный участвовать в электрохимическом процессе. В атмосфере платиновый катализатор отравляется и теряет способность хемосорбировать кислород. Электроннорадикальный механизм элсктроокислсния диоксида серы был предложен Богдановским Г. А. и Шлыгиным А. И. . Ими было установлено, что процесс электроокисления диоксида серы на электроде начинается при потенциале 0, В отн. Исходя из этого, авторами сделан вывод, что процесс протекает по электроннорадикальному механизму, т. В зависимости от величины электродного потенциала лимитирующей стадией суммарною процесса может быть стадия 1 или стадия 3. В области потенциалов 0,0, В лимитирующей является третья стадия, при более анодных потенциалах происходит смена лимитирующей стадии и наиболее медленной оказывается стадия 1. Наблюдаемый на поляризационной кривой спад силы тока авторами объясняется появлением на поверхности электрода адсорбированною кислорода. Сео Е. Т. и Сойер Д. Т. , изучили окисление диоксида серы на гладких платиновых электродах в 0,1 М 2 с использованием методов циклической вольтамперомсгрии и хроиопотенциометрии. Н 2. Е 0, В н. Первый анодный пик при 0,4 В авторы приписали реакции прямого электронного перехода от к электроду, а второй при 1,0 В реакции между и поверхностными оксидами. Таким образом, Е. Т. и Сойер Д. Т. объединили теории Веселовского В. И. и Шлыгина А. Комтзт М. Махенк Дж. Е.Т. Сойером Д. Т., но не затронули в своих исследованиях область прямого электронного переноса. Используя методику вращающегося дискового элсюрода, они изучили более анодный процесс и привели несколько механизмов ингибирования окисления . Полученные математические выражения удовлетворительно описывали экспериментальные данные только при предположении, что реакция прямого электроиереноса накладывается на поверхностное окисление. Авторы полагают, что ингибирование реакции является результатом блокирования поверхности образующимся оксидом. При потенциалах выше 0,8 В математическая модель неприменима, что объясняется авторами химической реакцией РЮ с 2. Кагагири А. М серной кислоте без дополнительной предобработки электрода. Б соответствует изотерме Темкина, стадия 2 скоростьопредсляющая стадия. Эпплбаем А. Пичоном Б. НгБО при С. Стадия 2 является лимитирующей. Помимо этого, на гладких электродах авторы наблюдали 2 пика окисления один при 0,7 В н. В. Первый проявлял диффузионный характер максимум тока пропорционален корню квадратному скорости развертки, тогда как второй был отнесен к поверхностной реакции максимум тока пропорционален скорости развертки. В работе изучено влияние концентрации серной кислоты и температуры на кинетику анодного процесса. Установлено, что ток окисления диоксида серы на платиновом электроде резко уменьшается с ростом концентрации 24 и в растворах с концентрацией мае. При повышении температуры от до С скорость процесса, определяемая из потснциодинамических кривых скорость развертки 0 мВс, возрастает. Лу П. У.Т. Аммон Р. Л. получили стационарные потенциостатические кривые окисления диоксида серы в мае. С. редобработка электрода заключалась в его выдерживании при потенциале 1,0 В в. В области потенциалов 0,1,0 В наблюдалась область предельного тока тафелевский наклон составлял мВ. На основе анализа потенциодинамичсских кривых сделан вывод, что реакция анодного окисления 2 на платине ингибируется прочнохемосорбированным кислородом типа . Исследование реакции электрохимического окисления диоксида серы на гладком платиновом электроде в мае.