Procedeu pentru producerea de peroxid de hidrogen

Davidov Ruslan Ivanovich (RU)

C25B1 / 30 - procese electrolitice; electroforeză; APARAT PENTRU ACESTEA (electrodializă, electroosmoza separare lichid prin B01D electricitate; de metal procesarea unui curent electric de B23H de mare densitate, de tratare a apei, industriale și a apelor reziduale menajere sau a apelor reziduale prin metode electrochimice C02F 1/46, tratarea de suprafață a materialului metalic sau acoperire, cuprinzând cel puțin un proces acoperit de clasa C23 și cel puțin o altă metodă acoperită de această clasă, C23C 28/00, C23F 17/00; anodice sau protecție catodică C23F; metode electrolitice n Dobândirea monocristale C30B; metalizarea textile D06M 11/83; decorează textile de către autoritățile locale

C01B15 / 01 - peroxid de hidrogen

Proprietarii brevetului RU 2494960:

România, care acționează în numele Ministerului Educației și naukiRumyniya (Ministerul Educației al Federației Ruse) (RU)
Federal Unitară Întreprinderea de Stat „Cercetări Științifice Institutul de Chimie Fizica ei. Karpov“ (Federal de Stat Unitar Intreprindere Karpov Institutul de Fizică. Karpov) (RU)

Invenția se referă la tehnologii electrochimice pentru obținerea dilua soluții alcaline de peroxid de hidrogen și pot fi utilizate în tehnologiile de tratare a apei sorbție. Un procedeu pentru producerea de peroxid de hidrogen prin reducerea catodică a oxigenului prin injectarea gazului conținând oxigen în soluții alcaline se efectuează într-o celulă electrochimică ce cuprinde compartimentul anodic prevăzut cu un anod și un compartiment catodic prevăzut cu un catod de carbon și grafit. În procesul de producere a peroxidului de hidrogen catolit utilizat constând 1% NaOH + 0,1 g / l MgSO4 10 -3 M C6 H4 (OH) 2. atunci când se aplică amestecului de ozon-oxigen la catod. Invenția permite să crească considerabil randamentul curentului de peroxid de hidrogen, pentru a reduce consumul de energie la jumătate, pentru a reduce greutatea și mărimea dimensiunilor catodice. Tabelul 1. 1 pr.

Invenția se referă la industria electrochimică compuși peroxi anorganici, și anume la prepararea soluțiilor alcaline de reducere peroxid de hidrogen catodic de oxigen. Metoda dezvoltată de a produce soluții alcaline de peroxid de hidrogen găsi aplicarea pe scară largă în diferite industrii, cum ar fi larg spectru de decontaminare tehnologii Toxice.

Brevetul considerat promițătoare pentru utilizare în tselllyulozno industriile hârtiei pentru albirea sau delignificare din pastă de celuloză. Cu toate acestea, utilizarea acestei metode în scopul obținerii mai multor compuși peroxi anorganici întâmpină serioase limitări datorate următoarelor dezavantaje:

1. incendiu, clorati explozie - acestea sunt oxidanți puternici, iar principalul pericol atunci când se lucrează cu ele - formarea de amestecuri inflamabile sau explozive cu compuși organici, pulberi metalice, compuși de amoniac, v.r.z. MPC 5 mg / m 2 3. toxicitate;

2. Utilizarea metalelor prețioase, având ca rezultat costuri de exploatare semnificative;

3. Materialul catodul pâslă grafit împiedică difuzarea produselor de electroliză.

patent Cunoscut US №3529997 «electrod poroasa pentru producerea soluțiilor de peroxid», Donald H. Gragaard [2], în care un electrod poros hidrofob pentru reducerea electrochimică a oxigenului. Baza cuprinde un polimer de grafit poros, cu proprietăți redox, care sunt grupuri de structura moleculei hidrochinona. Polimerul este un produs de condensare a formaldehidei și hidrochinona.

Procedeul de fabricare a electrodului este complicat.

Prepararea unui amestec de reacție prin amestecarea 22 părți în greutate Hidrochinona 1,9 părți în greutate fenol și 32 părți soluție apoasă de formaldehidă 37%. La acest amestec se adaugă 0,3 părți în greutate de 6% NaOH, și apoi amestecul a fost încălzit la reflux timp de 1/2 oră. Amestecul de reacție, mai degrabă vâscos rezultat a fost răcit și diluat cu 32 părți în greutate de alcool. Acest amestec se aplică pe suprafața de grafit hidrofob, uscarea suplimentară în aer pentru a îndepărta solventul și apoi polimerizat, la 105 ° C (uscat la temperatura de 105 ° C pentru întărire polimer).

Peroxidul de hidrogen format prin oxidarea polimerului cu oxigenul pentru a forma chinonei și electroreduction proces este utilizat pentru transferul polimerului din hidrochinona la structura chinonă. In astfel de catozii în 1% KOH la o sarcină 6A curent și tensiunea de 16 V de la injecția de aer se produce în 1 chasa 0,918 g / l de peroxid de hidrogen.

Dezavantajele tehnologiilor propuse pentru producerea de peroxid de hidrogen includ:

1. Complexitatea, costurile ridicate de material, procedeu în mai multe etape pentru obținerea unui strat catalitic activ al polimerului redox pe suprafața grafitului poros hidrofob;

2. Utilizarea reactivilor inflamabile, toxice;

3. Costurile ridicate ale energiei, tensiunea la electrolizor 16, ceea ce poate indica pierderi ohmice semnificative la catod cu un polimer redox, ca urmare a aderenței slabe a stratului activ catalitic la substratul de grafit hidrofob poros;

4. Activitatea catalitică scăzută a acestor catozilor datorită umectarea rapide care rezultă din difuzie a electrolitului în porii;

5. absența operație de estimare a resurselor astfel electrozi pe grosimea stratului de acoperire.

Cel mai aproape în esență tehnică și rezultatul obținut, este o invenție pe AS SU №1393850 «Un procedeu pentru prepararea unei soluții alcaline de peroxid de hidrogen“ [3], în care soluțiile diluate alcaline de peroxid de hidrogen, obținut prin reducerea catodică a oxigenului pentru difuzia gazului carbon și electrod de grafit hidrofobizează cu oxigenul din partea din spate a catodului într-o cantitate de 100-400% din stoichiometriei și electroliza se efectuează la densitatea curentului catodic de 500-1200 a / m 2 și în care oxidarea anodică este condusă cu acid sulfuric.

dezavantaje esențiale ale metodei:

- Rentabilitatea scăzută, eficiența redusă a electrosinteza de peroxid de hidrogen;

- Activitatea catalitică scăzută de difuzie a gazului de carbon și catod de grafit hidrofobizează, curent scăzut oxidant de ieșire, curentul de ieșire totală

- compoziție necunoscută a difuziei gazului hidrofobizează catozii de carbon și de grafit;

- utilizați ca un anod de platină rare, scumpe.

Metoda descrisă mai sus din multitudinea de caracteristici funcționale cel mai apropiat de prezenta invenție și luată ca un prototip pentru compararea parametrilor tehnici, tehnologici și funcționali.

Un obiectiv al invenției este acela de a furniza o metodă rentabilă, este extrem de eficiente pentru producerea de soluții alcaline de peroxid de hidrogen.

Acest obiectiv este atins prin aceea că, în timpul electrosinteza de peroxid de hidrogen catolit utilizat constând din 1% NaOH + 0,1 g / l MgSO4 10 -3 M C6 H4 (OH) 2 pentru alimentarea amestecului de ozon-oxigen la catod.

Problema este rezolvată prin aceea că materialul catodului este utilizat ca material din fibre de carbon grafitate este o structură țesută.

Problema este rezolvată de asemenea prin aceea că materialul din fibră de carbon grafitat este supus electrochimice continue și modifică rezistența chimică.

Invenția este ilustrată printr-un exemplu.

Rezultatele sunt prezentate în tabel.

Electrocatalitică, caracteristicile sorbtie UGVM material în timpul electrosinteză H2 O2

O componentă pe suprafață

Din datele din tabel arată că activitatea catalitică a catodului este mare, ceea ce este un avantaj al invenției revendicate. Anormal randament ridicat de H2 O2 curent. nu tipic pentru electroliza indică faptul că H2 O2 este formată atât pe calea electrochimice și chimice. Raportul H2 O2. formate prin procedee electrochimice, este doar 10-15%, restul H2 O2 este format prin chimic.

Un alt avantaj al invenției este acela de a utiliza în procesul de peroxid de hidrogen electrosinteză catolit următoarea compoziție: 1% MgSO4 10 -3 M C6 H4 amestec NaOH + 0,1 g / l (OH) 2 și ozon-oxigen.

Condițiile propuse pentru electrosinteza H2 O2 UGVM suprafata modificata (MF UGVM) și asigură oxidarea chimică a hidrochinonei. Din tabel reiese clar că schimbă în mod semnificativ cantitatea grupărilor funcționale de suprafață care conțin oxigen, determinarea activității electrocatalitice a acestor materiale catodice, precum și caracteristicile de sorbție ale UGVM stratului de suprafață. Formată pe PV UGVM oxid acid (capacitatea de schimb de H + și un număr mare de grupe carboxil) inhibă viteza relativă a formării de H2 O2. În același timp, prezența pe MF UGVM un oxid bazic (capacitatea de schimb de ioni OH - și o cantitate semnificativă de grupe fenolice) promovează formarea de H2 O2. creșterea ratei de sinteză.

Un alt avantaj al invenției este destinat să utilizeze grafitat material fibros de carbon structură țesută. Twill țese 2 x 2 UGVM reduce dificultățile de difuzie pe provocarea produșilor de reacție de la suprafața electrodului, reduce difuzia electrolitului în pori. Și, ca urmare, udarea electrodului scade, adică Durată de viață electrod.

Astfel, noutatea invenției revendicate este acela că prepararea soluțiilor diluate de peroxid de sodiu alcalină este realizată în soluția catolitul din următoarea compoziție 1% NaOH + 0,1 g / l MgSO4 10 -3 M C6 H4 (OH) 2 pe catozi de carbon și de grafit de țesut fibros Material și ozon-oxigen amestec a fost utilizat ca gaz cu conținut de oxigen.

Un procedeu pentru producerea de peroxid de hidrogen prin reducerea catodică a oxigenului în soluții alcaline cu injecție de gaz care conține oxigen, efectuată într-o celulă electrochimică ce cuprinde compartimentul anodic prevăzut cu un anod și un compartiment catodic prevăzut cu un catod de carbon și grafit, caracterizat prin aceea că în timpul producerii de peroxid de hidrogen catolit utilizat constând 1 % soluție de NaOH + 0,1 g / l MgSO4 10 -3 M C6 H4 (OH) 2. atunci când se aplică amestecului de ozon-oxigen la catod.

Invenția se referă la o diafragmă sintetic pentru celule de electroliză clorosodice cu parametrii de putere și performanțe îmbunătățite ale separării gazului.

Prezenta invenție se referă la un aparat pentru electroliza aburului și o metodă de efectuare electroliza aburului introdus sub presiune în spațiul anod (32) a celulei (30) membrană protonului conductor securizat (31) realizată dintr-un material care să permită particulelor protonate introduse în membrana lopătari , în care numitul proton conduce membrana impermeabilă la difuzia oxigenului și H2 O2, în care este oxidat cu apă, introdusă sub forma de vapori, care are loc la anod (32), astfel încât să genereze cA protonată o particulă în membrană, care migrează în cel al membranei și redusă la suprafața catodului (33) sub formă de atomi de hidrogen reactivi, capabile să reducă CO2 dioxid de carbon și / sau monoxid de carbon CO.

Invenția se referă la ingineria de putere și pot fi utilizate în centrale electrice autonome. Aparat electroliza apei cuprinde o celulă electrolitică cu cavități pneumatice izolate pentru hidrogen și oxigen, este conectat la sursa de alimentare care este conectat electric cu parametrii sistemului de control al procesului, precum și alimentarea cu o sursă de apă a sistemului de reacție, inclusiv separatoarele de hidrogen și oxigen, și sistemul de răcire al separatorului de gaz de hidrogen, intrare gidromagistral din care este prevăzut cu un senzor de temperatură.

Invenția se referă la structuri și dispozitive de electroliză pot fi utilizate pentru dezinfectarea apei naturale și a deșeurilor în alimentarea cu apă potabilă; pentru dezinfectarea echipamentelor, clădiri și structuri în domeniul industriei alimentare, facilități de îngrijire a sănătății, unitățile de alimentație publică, sanatorii și case de odihnă, centre de îngrijire a copilului, piscine, înălbire; pentru a preveni biodepunerile marine în încălzire și răcire pe bază de apă.

Invenția se referă la metalurgia feroasă.