超聲作用下K-,2-Cr-,2-O-,7-間接電化學(xué)氧化蒽生成蒽醌過程研究.pdf

1、本文以硫酸介質(zhì)中重鉻酸鉀間接電化學(xué)氧化蒽制蒽醌為研究體系，探討了超聲作用下重鉻酸鉀氧化蒽生成蒽醌過程的轉(zhuǎn)化率和反應(yīng)速率；研究了超聲對(duì)Cr3+電化學(xué)氧化生成Cr2O72-過程電流效率的影響以及超聲對(duì)間接電化學(xué)氧化過程中Cr2O72-/Cr3+媒質(zhì)再生時(shí)電流效率的影響。 1.超聲作用下重鉻酸鉀氧化蒽制蒽醌過程研究以硫酸介質(zhì)中K2Cr2O7氧化蒽生成蒽醌為研究體系，分別在無超聲作用、有超聲作用以及機(jī)械攪拌下，探討了蒽的轉(zhuǎn)化率、反應(yīng)速率

2、與反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系，并研究了反應(yīng)溫度對(duì)蒽的轉(zhuǎn)化率和反應(yīng)速率的影響。研究結(jié)果表明：在有超聲作用和機(jī)械攪拌條件下，蒽的轉(zhuǎn)化率和反應(yīng)速率均比無超聲作用時(shí)高，且超聲作用下的轉(zhuǎn)化率和反應(yīng)速率又高于機(jī)械攪拌。如在40℃下反應(yīng)4h后，有超聲作用時(shí)蒽的轉(zhuǎn)化率為55.3％，機(jī)械攪拌條件下為24.1％，無超聲作用下僅為6.9％。在超聲作用、機(jī)械攪拌及無超聲作用下，蒽的反應(yīng)速率分別為3.9×10-4mol·L-1·min-1、1.7×10-4mol·L-1·m

3、in-1和0.48×10-4mol·L-1·min-1。 蒽的轉(zhuǎn)化率和反應(yīng)速率都隨著溫度的升高而增大。溫度分別為30℃、40℃和50℃時(shí)，在超聲作用下，反應(yīng)4h后蒽的轉(zhuǎn)化率分別為51.4％、55.3％和59.3％；無超聲作用下，蒽的轉(zhuǎn)化率則分別為3.4％、6.9％和9.5％。 2.超聲對(duì)Cr3+氧化過程電流效率的影響研究采用整體恒流電解法，以二氧化鉛電極為陽極，銅電極為陰極，探討了超聲對(duì)Cr3+電化學(xué)氧化生成Cr2O72

4、-過程電流效率的影響。研究結(jié)果表明：有超聲作用時(shí)電解Cr3+硫酸溶液時(shí)的電流效率高于無超聲作用下的電流效率。在反應(yīng)溫度為35℃，Cr3+初始濃度為0.10mol·L-1、硫酸濃度為3.0mol·L-1、操作電流密度為0.07A·cm-2的反應(yīng)條件下，當(dāng)Cr3+濃度下降到0.08mol·L-1時(shí)，有超聲作用下的電流效率為50.1％，而無超聲作用下僅為37.6％，有超聲作用時(shí)的電流效率比無超聲作用時(shí)提高了12.5％。 在超聲作用下進(jìn)

5、行Cr3+電化學(xué)氧化生成Cr2O72的過程中，Cr3+的初始濃度、硫酸濃度、反應(yīng)溫度和操作電流密度都會(huì)影響過程的電流效率。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在相同實(shí)驗(yàn)條件下，Cr3+電化學(xué)氧化過程的電流效率隨Cr3+初始濃度的增大而增大；隨電解液中硫酸濃度及操作電流密度的增大而減??；反應(yīng)溫度升高電流效率增大。 有超聲作用下，不同電解時(shí)間的SEM圖表明，隨著反應(yīng)時(shí)間的延長，PbO2電極的表面形貌發(fā)生了明顯的改變；而在無超聲作用條件下電解時(shí)，電極表面的

6、形貌基本沒有變化。 3.超聲對(duì)間接電氧化蒽制蒽醌中Cr2O72-/Cr3+媒質(zhì)再生過程電流效率的影響研究 在對(duì)Cr3+陽極氧化過程研究的基礎(chǔ)上，對(duì)間接電化學(xué)氧化蒽制蒽醌中生成的Cr3+陽極氧化的電流效率進(jìn)行了研究。測(cè)定了35℃和45℃、不同操作電流密度下有無超聲作用時(shí)的電流效率。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：間接電化學(xué)氧化蒽制蒽醌中生成的Cr3+陽極氧化的電流效率低于配制的Cr3+溶液電解時(shí)的電流效率。在反應(yīng)溫度為45℃，操作電流密度為