Влияние повышенных давлений и температур на электрохимическое окисление диоксида серы в водных растворах серной кислоты

• Автор: Нуров, Гаджи Нурович
• Шифр специальности: 02.00.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Махачкала
• Количество страниц: 128 с.

СОДЕРЖАНИЕ.
ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА I. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Электрохимические процессы с участием диоксида серы. Электровосстановление г

1.2. Электрохимическое окисление диоксида серы. Механизм процесса и способы его интенсификации

1.3. Практическое применение процесса электрохимического окисления диоксида серы

1.3.1. Электролизное звено термоэлектрохимического сернокислотного цикла Вестингауза для производства водорода
1.3.2. Применение реакции электроокисления диоксида серы для получения серной кислоты и очистки отходящих газов.
1.4. Выводы из литературного обзора. Определение цели и постановка задач исследования

ГЛАВА И. 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. Влияние давления диоксида серы и температуры на электропроводность воды и водных растворов серной кислоты
3.2. Электрохимическое окисление диоксида серы.
3.2.1. Влияние температуры на электроокисление диоксида серы при атмосферном давлении.
3.2.2. Элсктроокисление диоксида серы при повышенных давлениях и температурах.
3.3. Изучение механизма реакции электроокисления диоксида серы при повышенных давлениях и температурах.
3.4. Исследование адсорбции диоксида серы на платиновом электроде методом циклической потенциодинамики.
3.5. Электрохимический синтез серной кислоты из диоксида серы при повышенных давлениях и температурах. Гальваностатический электролиз
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА


Кроме того, повышенные давления позволяют уменьшить объем аппаратуры и проводить синтез при высоких температурах, что также способствует интенсификации электрохимического процесса. Присутствие в автоклаве газообразного вещества под давлением оказывает существенное влияние на кинетику и механизм электрохимических реакций и на физикохимические процессы, сопровождающие электролиз растворимость, электропроводность, газонаполнение, диффузия, среды. Давление влияет прямо пропорционально на скорость, а следовательно, и на степень насыщения раствора. При изменении температуры или давления меняется вязкость, диэлектрическая проницаемость и плотность растворителя. Изменение температуры и давления диоксида серы приводит к изменению состава раствора, что нарушает ионное равновесие и вызывает химическую реакцию, в ходе которой происходит восстановление ионного равновесия ,. В отмечается, что решение задач интенсификации электрохимических производств в дальнейшем будет опираться все более на достижения теоретических представлений о кинетике электродных реакций в нестандартных условиях. Исходя из вышесказанного, была поставлена цель работы и определены задачи исследования. ЦЕЛЬ РАБОТЫ Исследовать кинетику и механизм электроокисления диоксида серы, а также адсорбционные процессы с его участием на платиновом электроде при повышенных давлениях и температурах с целью установления связи между скоростью окисления диоксида серы и технологическими параметрами давлением, температурой, плотностью тока. Научная новизна Впервые изучена кинетика и механизм электродных процессов окисления диоксида серы при повышенных давлениях и температурах. Изучена также адсорбция диоксида серы на поверхности платинового электрода и поведение продуктов его адсорбции в зависимости от катодноанодной границы потенциала, времени адсорбции, механического давления и давления диоксида серы. Описаны возможные механизмы реакций и их зависимость от потенциала адсорбции серосодержащих частиц при повышенных давлениях и температурах. Для решения поставленных задач использовался комплекс электрохимических методов, включающий потенциодинамический, потенциостатический и импульсный циклический способы снятия зависимостей ток потенциал и метод гальваностатического электролиза. Выбор объекта исследования определялся с одной стороны ценностью конечных продуктов, таких как серная кислота, водород или сера, а с другой возможностью использования в качестве сырья диоксида серы, источником которого являются отходящие газы промышленных производств. ГЛАВА I. Электрохимические процессы с участием диоксида серы. Электровосстановление 2. Диоксид серы относится к хорошо растворимым в воде газам. При С и атмосферном давлении в 0 г воды растворяется , г оксида серы IV. При растворении диоксида серы в воде образуется кислотный полигидрат 22Н, который ранее изображали условной формулой Н0з и называли сернистой кислотой ,. БОг пНгО Н3 Н п 1Н 2Н п 1Н В водных растворах диоксид серы электрохимически очень активен он легко подвергается как окислению, так и восстановлению. Электрохимическое восстановление диоксида серы в его водных растворах изучено наиболее подробно . Анализируя литературные данные, можно привести основные механизмы электровосстановления 2, основанные на экспериментальных данных, полученных различными исследователями в разное время. НГ е 2 Н. БОг ьГ е НБОг присутствие второй волны при более высоких обусловлено востановлением Н2 до Н. Таким образом, при различных возможны различные механизмы электродных процессов. По результатам изучения электровосстановления диоксида серы на твердых электродах Р1, 1, Си, РЬ авторы полагают, что восстановление бисульфитиона на этих электродах ведет к образованию дитионита. На Р1 и Аи в сильнокислой среде образуется смесь различных полисульфитов, а в интервале от 3,2 до 6,2 образуется дитионитион. При 6,2 из раствора бисульфатов восстанавливается только водород. Электровосстановление диоксида серы было изучено на платинированных платиновых электродах в кислой среде ,. Предполагается, что в реакции может участвовать и атомарный водород, адсорбированный на платине.