Eлектрохiмiчна регенерація водних розчинів перйодату натрію у синтезі діальдегід крохмалю - Автореферат

Харкiвський державний полiтехнiчний унiверситет УДК 621.357.12 Eлектрохiмiчhа регенерацiя водних розчинiв перйодату натрiю у синтезi діальдегідкрохмалю Спецiальнiсть 05.17.03 - технiчна eлектрохiмiя Автореферат дисертацiї на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук Слабоспицька Олена Олександрiвна Харкiв 1999 Дисертацiєю є рукопис Робота виконана у Харкiвському державному полiтехнiчному унiверситетi Мiнiстерства освiти України, м.Харкiв Науковий керiвник: доктор технiчних наук, професор Горбачов Анатолiй Кузьмич, Харкiвський державний полiтехнiчний унiверситет, професор кафедри технiчної електрохiмiї Офiцiйнi опоненти: доктор технiчних наук, професор Костiн Микола Олександрович, Днiпропетровський державний унiверситет залiзничного транспорту, завiдувач кафедри електротехнiки кандидат технiчних наук Самойленко Сергiй Олексiйович, Харківська державна академія технології та організації харчування, доцент кафедри хiмiї Провiдна установа: Український державний хiмiко-технологiчний унiверситет, кафедра технологiї електрохiмiчних виробництв, Мiнiстерство освiти України, м. Днiпропетровськ Захист вiдбудеться “ 7 “квiтнл 2000 р. о 1200 годинi на засiданнi спецiалiзованої вченої ради Д 64.050. Аналіз методів регенерації розчинів перйодату натрiю та йодистої кислоти показав, що найбільш перспективним є електрохiмiчний спосiб регенерацiї, бо не потребує використання нових хiмiчних реагентiв i забезпечує як екологiчну чистоту, так і якість цільового продукту. У зв’язку з цим актуальним є дослідження основних закономірностей електрохімічної регенерації перйодату натрiю у синтезі дiальдегiдкрохмалю. Робота виконувалась за координаційним планом Міністерства освіти України по напрямку N 70 “Науковi основи хiмiчної технологiї створення нових неорганiчних речовин та матерiалiв комплексної переробки мiнеральної сировини України”, проектом 3.4/436 вiд 24.10.97 р. “Дослiдження кiнетики електродних реакцiй пiд час синтезу електрокаталiтичних матерiалiв” Державного фонду фундаментальних дослiджень Міністерства науки України та на госпдоговiрних пiдставах з Державним науковим центром лiкарських засобiв (м. Харкiв). Для досягнення цiєї мети необхiдно вирiшити такі завдання: -вивчити кiнетику анодного процесу окислення йодат-іонів до перйодат-iонiв на платинових та дiоксидсвинцевих титанових анодах; -визначити основні закономірності eлектрохiмiчної регенерацiї рoзчинiв перйодату натрiю в синтезі дiальдегiдкрохмалю; -обгрунтувати вибір ефективних анодних матеріалів; -довести можливiсть багаторазової електрохiмiчної регенерацiї розчинiв перйодату натрiю без зниження технологiчних показникiв; -розробити математичну модель для розрахування основних параметрiв процесу електрохімічної регенерацiї розчинiв перйодату натрiю. Особистий внесок здобувача: -eкспериментально дослiджено процес електрохiмiчної регенерацiї розчинiв перйодату натрiю на платинових, дiоксидсвинцевих титанових анодах, ОРТА; -вивченi процеси, якi мають мiсце при окислeннi йодат-iонiв на платинових та дiоксидсвинцевих титанових анодах при рiзних ступенях регенерацiї, температурi, наявностi хлорид-iонiв; -вивчена кiнетика анодних процесiв, на основi якої запропоновано використовувати як альтернативу платиновому аноду титановий анод з покриттям iз дiоксиду свинцю, що має лише слiди рутенiю; -визначенi лiмiтуючi стадiї процесу на платиновому та дiоксидсвинцевому титановому анодах, що дозволяє впливати на кiнетику процесу з метою отримання максимально високого виходу за струмом; -вивчено интенсифiкуючий вплив хлорид-iонiв; -запропоновано математичну модель для розрахунку основних параметрiв електролiзу - вихiд за струмом, напругу на електролiзерi, питомi витрати електроенергiї; -розроблено проект дослiдно-промислового електролiзеру та передано у Державний науковий центр лiкарських засобiв, - випробувано запропоновану технологiю електрохiмiчної регенерацiї розчинiв перйодату натрiю на дослiдно-промисловому електролiзерi з наступним використанням розчину перйодату натрiю у синтезi дiальдегiдкрохмалю та пiдтверджено можливiсть багаторазовoго використання замкненої, безвiдходної за окислювачем технологiї регенерацiї розчинiв перйодату натрiю iз збереженням його властивостей; -пiдтверждено корозiйними випробуваннями можливiсть використання дiоксидсвинцевих титанових анодiв у промисловому електролiзi. При електролiзi водних розчинiв йодатy натрiю на анодi може перебiгати два процеси за сумарними реакцiями: IO3- H2O - 2e = IO-4 2H (1) 2H2O - 4e = O2 4H (2) Рiвноважнi потенцiaли цих реакцiй описyються рiвняннями : Ер IO-3/IO-4 = 1,653 - (2,3RT/2F) pH 2,3RT/2F lg( a IO-4 /a IO-3 ) (3) ЕpО2 = 1,229 -(2,3RT/4F)рН 2,3RT/4F lgРO2 , (4) де R - газова стала; T - абсолютна температура електролiзу; F - число Фарадея; a IO-4 ,a IO-3 - активнiсть перйодат- та йодат-iонiв; РO2 - парцiальний тиск кисню.