电解氟化研究(Ⅰ)

介绍了俄罗斯联邦国家应用化学科学中心在电解氟化领域开展的研究工作。研究了电解氟化时原始有机化合物结构及其含量、活性添加剂、阳极电流密度、极化工况、电解液循环速度和温度以及电解槽结构等各种因素的影响。结果表明:吡啶和N-三丁胺电解氟化的最佳值w分别为7%～10%和5%～7%,i分别为0.08～0.2A/cm2和0.03～0.05A/cm2;有机混合物中添加N-丁基硫醇可稳定电解过程,其质量分数最佳为15%～20%;采用低负荷的脉冲电流极化工况有利电解过程,降低阳极的腐蚀速度;电解温度0～20℃为宜;电解槽可采用电解液内循环、外循环结构,或其混合结构。     

电解氟化制备全氟三丁胺研究

研究了液态无水氢氟酸中N-三丁胺的氟化制备全氟三丁胺.试验用电解槽型号Simons,材质为碳钢,容积0.66 L,电解电流密度恒定为0.03A/cm2,电解槽中N-三丁胺的质量分数为5%～10%.生成的粗品精馏分离出的目的产品纯度为98.0%～99.5%,从电解气中还可分离出2个有用产品全氟丁烷和八氟丙烷.     

4-甲基吡啶直接电氧化合成异烟酸工艺条件的研究

以Ti/PbO2为阳极,Pb为阴极,硫酸溶液为电解质,在阳离子交换膜为隔膜的H型电解槽中,直接电氧化4-甲基吡啶合成异烟酸,并考察了阳极电解液中4-甲基吡啶及硫酸浓度,通电量,电流密度和温度对异烟酸收率和电流效率的影响,得到的工艺条件为阳极电解液中4-甲基吡啶和硫酸的质量分数分别为10%和25%,通电量18.65(A.h),电解电流密度60 mA/cm2,60℃,在此条件下重复试验,异烟酸平均收率达到92.2%,平均电流效率50.9%。     

间接电氧化媒质Ce4+/Ce3+的循环与再利用

设计了一种适用于间接电氧化合成反应,中试规模的填充式隔膜电解槽.该电解槽以铜板为阴极,PbO2/Ti石墨颗粒填充电极为阳极,电解液[0.16mol/L Ce2(SO4)3,1.5 mol/L H2SO4]采用外循环的方式控制其温度为30～50℃,在50A/m2的电流密度下电解,获得大于80%的电流效率.讨论了电极材料、电流密度、电解液温度、Ce3+浓度和循环次数等对电流效率的影响.其中Ce3+浓度是限制电流密度和影响电流效率的主要因素;电解液在间接电氧化对甲氧基甲苯反应中连续循环使用20次,仍然保持高于85%的电流效率;PbO2/Ti石墨颗粒填充电极使用寿命超过6个月.     

Research on waste hydrochloric acid recvcling by electrolysis

采用滤压式隔膜电解槽对低质量分数废盐酸进行电解回收利用实验研究,实验分别讨论了电流密度、电解液流量、温度和HCl、NaCl混合电解液质量分数对槽电压和电流效率的影响,通过实验得出,电流效率影响最显著的因素是电解液流量,槽电压的最主要影响因素是电流密度.最佳工艺水平为:流量12 mL/min,电流密度0.2 A/cm2,电解温度50℃,电解液为质量分数7％ HCl与NaCl混合液.验证实验得出电流效率为95.11％,槽电压为4.1V.     

电解法回收废盐酸实验研究

采用滤压式隔膜电解槽对低质量分数废盐酸进行电解回收利用实验研究,实验分别讨论了电流密度、电解液流量、温度和HCl、NaCl混合电解液质量分数对槽电压和电流效率的影响,通过实验得出,电流效率影响最显著的因素是电解液流量,槽电压的最主要影响因素是电流密度。最佳工艺水平为:流量12 mL/min,电流密度0.2 A/cm2,电解温度50℃,电解液为质量分数7%HCl与NaCl混合液。验证实验得出电流效率为95.11%,槽电压为4.1 V。     

镍白铜废料中铜的低电流密度电解回收

对镍白铜合金废料进行直接低电流密度电解回收,考察了电解液温度、电流密度、明胶浓度对阴极铜纯度和表面质量的影响. 结果表明,一定范围内电解液温度升高阴极过电势降低,铜离子扩散速度加快,阴极表面铜离子缺乏程度缓和,阴极铜结晶细化;在Cu2+浓度45 g/L、H2SO4浓度180 g/L、电流密度100 A/m2的条件下,48 h内电流密度小于极限电流密度的0.1倍,电解区域处于塔费尔控制区,阴极铜产品平整光滑;控制明胶浓度40 mg/L、电解液温度60℃和电流密度100 A/m2时,镍白铜废料直接电解所得阴极铜纯度达99.98%,表面平整韧性良好,阳极残极率为17%~19%,铜回收率达98.6%.     

钨铼合金电化学溶解工艺研究

采用电化学溶解法对某钨铼合金废料在氢氧化钠电解体系中的溶解过程进行研究。考察了电流密度、电解液碱度、温度、电解液钨离子浓度对电解过程的影响。实验结果表明,在阳极电流密度400 A/m~2、氢氧化钠浓度300 g/L、电解液温度40～45℃的条件下平均槽电压为2. 5 V,合金电化学溶解率可达98%,使得大部分钨、铼以阴离子状态转入溶液中,完成钨铼合金的高效溶解,工艺简单高效,可实现工业化生产。     

对氨基苯酚的绿色电化学合成及其工业化

研究了在阴极转动分隔式电解槽中硝基苯电化学还原制备对氨基苯酚（PAP）时阴极转速、反应温度等工艺参数对电解性能的影响,并考察了不同阳极材料的稳定性.实验结果表明,增大阴极转速和升高反应温度有利于反应的进行;自制的Pb-Sb-Sn-Ag-Cu五元合金作为阳极材料具有比Ti/Ir阳极更长的工作寿命.当以铅合金为阳极材料、体系温度为90℃、阴极转速为900 r•min^-1、电解电流为3000 A时,硝基苯的平均转化率为99%,PAP平均收率为69.9%,电解直流电单耗为7.24 kW•h•(kg PAP)^-1,产品纯度大于98%,熔点为186.1～187.3 ℃.     

电解法过氧化氢用酞花菁催化空气阴极的研究

一、引言电解法生产H_O_2一般采用铂为阳极,铅为阴极,以硫酸铵、硫酸溶液为电解液,阳极产物过硫酸铵水解即得。在简化考虑时,整个电解反应的理论槽电压为2.3伏。由于阳极、阴极反应的过电位、溶液和隔膜等的欧姆电位降的存在,在一般工业条件下〔电解液为每升300gH_SO_4+200g(NH_4)_2SO_4,阳极电流密度0.4～0.5A/M~2,阴极电流密度0.02～0.03A/M~2〕,电解槽的实际槽压达到5～5.8伏。由此看出电解过程的能量有一大半浪费了。由于阳     

草酸电解还原制备乙醛酸的研究

研究连续草酸电解还原制备乙醛酸的过程和工艺。采用一膜两室电解面积为10cm×10cm的离子膜电解槽进行连续电解实验,比较了电极材料、阳离子交换膜材料、研究了电解液流量对电流效率的影响以及电流密度、电解温度和电解时间对电解过程的影响。结果表明以铅极板作阴极、钽-铱作阳极板、NF-1型含氟磺酸阳离子交换膜时电解的效果较好,得到的优化电解条件为:电流密度1000A.m-2,电解温度25℃,电解时间4.5h,阴极液和阳极液流量均为2L.min-1。在此条件下的电耗为3038.9kWh.t-1产品,研究结果可为工业化设计提供参考数据。     

离子膜电解法制备高锰酸钾

以锰酸钾为原料,采用离子膜电解槽制备高锰酸钾。研究了锰酸钾浓度、电解电流、温度、时间和电解槽内填充材料对电解效果的影响,确定了膜电解法制备高锰酸钾的工艺条件。结果表明,恒定电流下电解,随着电解时间的延长,转化率在增大,但电流效率在下降;阶梯电流下电解,整个电解过程,电流效率维持在70%以上。在多于5倍电解槽容积的电解液、79. 63 g/L锰酸钾、65～68℃、4级阶梯电流条件下电解120 min,锰酸钾转化率为78. 73%,电流效率为71. 85%,电流效率较传统工艺大幅提高。     

碳纤维的阳极氧化表面处理方法

阐述了碳纤维工业化生产中一种比较成熟的表面处理方式,即碳纤维的阳极氧化法。其结果能增加碳纤维表面官能团或活性碳原子数;电解液对阳极氧化法的影响因素很多,大电流下会发生浓度极化、吸附极化和化学极化3种极化反应,可采用电解槽循环方式、升高电解液温度、多极处理、增加表面活性剂、使用交流电等措施来解决,同时要根据不同型号碳纤维...     

两种电解槽电化性能和工作参数探究及其消毒性能对比

为获得一种更加经济和安全的活性氯消毒剂在线制备方法，本文以间歇式电解槽为实验装置，优选阳极极板材料、检测装置电化性能和制备条件；以此为依据设计连续式电解装置、根据能斯特公式确定外加电压，探索其工作参数；以苯酚为对象对比产品消毒剂、间歇式电解槽和连续型电解槽的氧化性能。结果表明，钌铱涂层钛基极板的电化性能优于其他涂层；间歇式电解槽可在电解时间30 min、极板间距3 mm、电解液浓度为3%、pH为8、电流密度为20 A/dm²的条件下以6.43元/kg的制备成本获得有效氯浓度1.4%的消毒剂；连续式电解槽在电解电压6 V，蠕动泵转速为30 r/min、电解液浓度在3%的条件下，140 min内工作性能稳定，可以21.19元/kg的制备成本获得有效氯浓度为0.4%的消毒剂。连续型电解装置的产品有效氯输出持续稳定，适用于大量的污染水处理，间歇式电解槽可获得较高浓度的有效氯，适用于重度污染的水处理，均优于产品消毒剂消毒效果。     

离子交换膜法合成2，2’-二氯氢化偶氮苯

采用离子交换膜法合成了2,2'-二氯氢化偶氮苯.讨论了电极活化条件、电流密度、电解液温度等因素对电解还原反应的影响.结果表明:反应条件为温度t=80℃,阴极电解液浓度为10%(质量分数),阳极电解液浓度为30%(质量分数),电流密度为4.2A/dm2时,电流密度最高,可达到73%,收率为83%.     

硫酸铬电解氧化反应的研究

为了制备间接电氧化合成菲醌的氧化剂Cr2O72-,对硫酸铬电解氧化反应进行了实验研究,考察了电流密度、电解时间、反应温度及硫酸含量对电解效率的影响。通过实验得出:在隔膜电解槽中,采用Pb作阴极,Pb-PbO2作阳极,Cr3 电氧化的最佳条件是反应时间4 h,电解液中硫酸浓度30%,电流密度67 mA/cm2,所得Cr2O72-收率为95%左右。     

电解制氟碳板电极极化原因分析及应对措施

对电解制氟生产碳板产生的"极化"现象及机理进行了介绍;针对阳极极化的现象及其机理,主要在减少电解液水分含量、选择质量性能可靠的碳板、改变电解槽内电解质组成、电解槽施加高电压、机械打磨等应对措施方面做了阐述。达到了减少电极极化的发生或有效消除极化的目的,延长了碳板的使用寿命。     

草酸电解还原制备乙醛酸的放大研究

中试电解槽中采用了双面电极板和湍流器 ,实现了电解液的均匀分布和电流的均匀分布。当电解槽的长宽比为 1.7∶1 0、电解液流速为 0 .139m/s时 ,电流效率为 84.82 %、乙醛酸的选择性为 93.4%。而在相同的电流密度和电解温度下 ,当小试电解液流速为 1.0m/s时 ,电流效率为 84.2 7%、乙醛酸的选择性为 86 .76 % ,放大效应接近 1.0。     

茴香脑间接电氧化合成茴香醛

研究了在硫酸溶液中以Mn(Ⅱ)/Mn(Ⅲ)作为媒质,铅为阴极和阳极,在无隔膜电解槽中间接电化学氧化茴香脑合成茴香醛,讨论了电解反应条件对电解产率的影响。结果表明,以5.5 mol/L H2SO4+0.15 mol/LMn(Ⅱ)为电解液,控制电流密度为50 mA/cm2,电解温度为40℃,阴、阳极面积比为1∶6,电解2 h时,得到的Mn(Ⅲ)电解产率高达95.6%;以乙醚为溶剂,在50℃恒温搅拌且回流冷凝的条件下,用Mn(Ⅲ)氧化稍超过理论量的茴香脑,合成的茴香醛产率高达80.7%。     

固定床电解槽变电流电解乙二醛合成乙醛酸

研究了支持电解质、阳极类型和变电流电解方式等因素对电解乙二醛合成乙醛酸过程的电流效率和乙醛酸选择性的影响。在选用的支持电解质中盐酸是最合适的支持电解质 ;固定床阳极电解效果优于平板型阳极电解效果 ;变电流电解效果好于恒电流电解效果。当阳极电解液初始组成为w(乙二醛 ) =7.0 %、w(盐酸 ) =8.0 % ,阴极电解液组成为w(硫酸 ) =2 0 %的水溶液 ,变电流电解的平均电流密度为 15 35A/m2 时 ,电流效率为 85 .0 %、乙醛酸选择性为 94.3% ,阳极初产品中m(乙醛酸 )∶m(乙二醛 )≥ 40∶3。