無(wú)機(jī)物電解工業(yè)ppt課件(參考版)
2025-05-15 12:12本頁(yè)面
【正文】 。陰極因析出氫使 pH升高，所以要加入 CrO3維持陰極液的 pH恒定。2OH? 為避免陽(yáng)極鈍化，陽(yáng)極液可采用低濃度 CrO42H22e2H2O? 陰極反應(yīng)為 → 2ePb2Pb2采用電解法制鉻黃，陽(yáng)極為鉛，其主要反應(yīng)為Pb為降低其毒性，現(xiàn)在多數(shù)用硅把顏料粒子（ 1181。經(jīng)濟(jì)的電解槽采取雙電極壓濾機(jī)型，其中有鉛合金陽(yáng)極，鋼陰極，在這樣的電解槽中進(jìn)行電解，可獲得好的空時(shí)產(chǎn)率和電能利用率，并且能連續(xù)生產(chǎn)。把鉛陽(yáng)極插入陶瓷筒內(nèi)，把鉛或鐵陰極放在筒外的硫酸溶液中。因此，必須把氧化過(guò)有機(jī)物的廢鉻酸液純化，然后才電解回收。m2時(shí)電流效率只有 30~50% 。 Cr3+濃度下降，電流效率下降。? 用濃溶液在電流密度為 ~2kA重鉻酸鉀與鉻酸? 可得到高電流效率的陽(yáng)極材料是二氧化鉛，鉛或鉛合金（例如 Pb5% Sb） 在電解液中通電氧化便可形成二氧化鉛。L1H2SO4； 來(lái)自調(diào)整的鍍液，則含有 mol來(lái)自氧化有機(jī)物的溶液，含有 1mol被再生鉻酸的溶液可來(lái)自氧化有機(jī)物（例如蒽、芘、褐煤蠟）的廢鉻酸液、浸蝕或拋光液、調(diào)整鍍鉻的鍍液。14H+＋ Cr2O727H2O重鉻酸鉀與鉻酸? 在酸性介質(zhì)中電解氧化 Cr3+可制取重鉻酸鉀2Cr3+? 電解槽一般不用隔膜，在攪拌下進(jìn)行，因而在陰極將發(fā)生 KMnO4被還原的副反應(yīng)，從而降低電流效率。drn2） 內(nèi)進(jìn)行，而且通常在此范圍的低端下進(jìn)行。2OH? 陽(yáng)極反應(yīng)要求在非常低的電流密度范圍（ 5~150H22MnO4＋ 2MnO42＋ → ＋ 2H2O＋ → 2H2O高錳酸鉀? 以水浸取可得電解液，電解時(shí)采用 Ni陽(yáng)極或 Ni/Cu陽(yáng)極，陰極為鋼或鐵，反應(yīng)為：? 陽(yáng)極： 2K2MnO4＋ ＋ ? 錳酸鉀用化學(xué)方法制備，原料為軟錳礦 (大約含 60％ MnO2)， 浸入 50％ ~80％的 KOH溶液加熱至 200~700℃ 并由空氣氧化為錳酸鉀。000噸。全世界的年產(chǎn)量大約 40高錳酸鉀 電解所得 MnO2如要作為電池材料，還需要在 80℃ 干燥。＋ ＋ → ＋ 22e? 陰極反應(yīng)： H+MnO2→ 2H2OH+? 陽(yáng)極總反應(yīng)： Mn2+MnO2→ 2H2OMn4+Mn2+；? Mn4+→ 2e； 2Mn3+→ ? 用惰性陽(yáng)極電解氧化 MnSO4溶液可制得活性 MnO2。 但人們已認(rèn)出到可將具有較高活件的電解 MnO2用于其它同物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)，特別是將一經(jīng)電解得到的 MnO2立即用于化學(xué)反應(yīng)效果更好。? 在溶液中通過(guò)陽(yáng)極氧化二價(jià)錳制得的 MnO2具有很好的活性，當(dāng)然價(jià)格要比天然 MnO2貴 4~5倍。? 1. 為了防止產(chǎn)物在陰極還原．電解液中加入少量 Na2Cr2O7使陰極表面生成一層保護(hù)膜，減少產(chǎn)物還原所造成的損失。? 高氯酸鹽一般采用氯酸鹽溶液進(jìn)行電解。 ＋ 6H+4Cl2ClO36ClO2H+? 另一種途徑是直接陽(yáng)極氧化次氯酸根? 3H2O2ClClO3ClO2H+? 2HClO＋ Cl→ ＋ ＋ HClOH2O? Cl22eCl2次氯酸鈉、氯酸鈉和高氯酸鈉? 電解制取氯酸鈉有兩種途徑，其一是電化學(xué)反應(yīng)與化學(xué)反應(yīng)相耦合進(jìn)行：? 2Cl? 為了降低次氯酸鈉的分解速度，可將電解液循環(huán)冷卻，使電解過(guò)程在 20~50℃ 下進(jìn)行。? 隨著 ClO離子的積累，它會(huì)在陽(yáng)極被氧化而生成氯酸鈉。? 次氯酸鈉可以用化學(xué)法或電解法。? 工業(yè)上鋁、鎂的冶煉，銅、鎳的精煉，氫氣、氧氣的制備等都采用此法。? (3) 可得到普通方法不易合成的化合物，如強(qiáng)氧化性的化合物、特殊高 (低 )價(jià)態(tài)的化合物等 具有高度的選擇性 。某些無(wú)機(jī)物的電合成 ? (1)通過(guò)發(fā)生在電極表面的電化學(xué)反應(yīng)直接生成產(chǎn)物。目前，無(wú)機(jī)物的電解氧化已應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)，而電解還原尚屬少見(jiàn)。? 電化學(xué)無(wú)機(jī)合成即利用電流通過(guò)電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì)時(shí)，在電極上發(fā)生化學(xué)反應(yīng)來(lái)進(jìn)行無(wú)機(jī)合成，主要是電解合成。氯堿電解槽的典型數(shù)據(jù)膜電解技術(shù)? 雙極性膜的一個(gè)應(yīng)用實(shí)例就是生產(chǎn) H2SO4和 NaOH， 如圖所示。? 該過(guò)程也可用于單極性膜的膜電解過(guò)程中，但此時(shí) H＋ 和 OH－ 離子要靠水在兩個(gè)電極處電解來(lái)形成，因而能耗較雙極性膜過(guò)程高。? 同時(shí)， Na+離子通過(guò)陽(yáng)離子交換膜向陰極方向移動(dòng)，與來(lái)自雙極性膜的 OH— 形成 把 Na2SO4溶液加入到陽(yáng)離子交換膜和陰離子交換膜之間的膜池內(nèi)， SO42— 離子通過(guò)明離子交換膜移向陽(yáng)極方向，與雙極性膜提供的 H+離子結(jié)合形成 ? 雙極性膜的一個(gè)應(yīng)用實(shí)例就是生產(chǎn) H2SO4和 NaOH。 膜電解技術(shù) ? 燃料電池的工作原理就是電解水的逆反應(yīng)過(guò)程，燃料電池的結(jié)構(gòu)也與電解水設(shè)備的結(jié)構(gòu)一樣，利用燃料電池生產(chǎn)氯堿時(shí)，人們可以通過(guò)調(diào)節(jié)氧的 “電流量 ”來(lái)控制所需的能源，這種新的電流控制回路減輕了外部供電電路的負(fù)擔(dān)。? 燃料電池與電解的復(fù)合：最有效的、利用氫作為能源的設(shè)備是燃料電池?！?4OH） 代替析出氫。三種氯堿生產(chǎn)方法的特點(diǎn)比較“耗氧陰極 ”? 而為了使鹽水中的鈣鎂離子含量達(dá)到 20ppb以卜，則必需采用螯合樹(shù)脂。在過(guò)濾時(shí)，還需預(yù)涂。離子交換膜? 離子膜電解法對(duì)鹽水的要求比隔膜法高得多，鹽水需經(jīng)二次精制。 (2) 離子膜的價(jià)格昂貴 。倍而仍保持 ~， “總能耗 ”(包括電解用電、動(dòng)力用電和蒸氣消耗 )相對(duì)較低。m2。? 若采用弱酸型交換膜（ Flemon)， 電阻較大，但可得到 40% 的 NaOH。 ? 兩種膜均用聚四氟乙烯基的離子文換樹(shù)脂，既能耐強(qiáng)堿又能耐酸，耐有機(jī)物侵蝕，但價(jià)格昂貴。離子交換膜? 例如： Nafion（ 全氟磺酸膜）的分子結(jié)構(gòu)含強(qiáng)酸根； Flemion（ 全氟羧酸膜）的分子結(jié)構(gòu)含弱酸根。這種膜適用于兩極間距極小的所謂 “零 ”極距或 “膜 ”間隙的離子交換膜電解槽。? 現(xiàn)代陽(yáng)離子交換膜大多為聚氟烴織物增強(qiáng)的全氟磺酸－全氟羧酸復(fù)合膜。可使槽壓和能耗降低。? (4)較低的膜電阻 ? ? 由于氛堿電解槽的工作條件十分惡劣．在陽(yáng)極側(cè)，電解液是高達(dá) 90176。離子膜 電 解槽單極式離子膜電解槽離子膜 電 解槽復(fù)極式離子膜電解槽離子交換膜? 氯堿工業(yè)對(duì)離子交換膜的要求? (1)高的化學(xué)穩(wěn)定性 另外，還有類似板式換熱器的結(jié)構(gòu)，由沖壓的輕型鈦板陽(yáng)極、離子膜和沖壓的鎳板陰極夾在一起，構(gòu)成單元電解槽。大約 ? 單極式電解槽的各單元電解槽并聯(lián)相接，電解槽的總電流為各個(gè)單元電解槽的電流之和；電路中各臺(tái)電解槽串聯(lián)。離子膜 電 解槽? 根據(jù)供電方式的不同，分為 復(fù)極式和單極式 兩種。? 離開(kāi)陰極室的氫氧化鈉溶液一部分作為產(chǎn)品，一部分加入純水后返回陰極室。? 食鹽水溶液中的氯離子受到膜的限制，基本上不能進(jìn)入陰極室而在陽(yáng)極上被氧化成為氯氣。 ? 這樣不僅使兩極產(chǎn)物分開(kāi)，避免了導(dǎo)致電流效率下降的各種副反應(yīng)，而且能從陰極區(qū)直接獲得高純 (含鹽僅 30mg? 離子交換膜由離子交換樹(shù)脂壓制成，目前有適用于氯堿
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