陰陽(yáng)極同步產(chǎn)過(guò)氧化氫和過(guò)硫酸銨研究.pdf

1、過(guò)氧化氫的生產(chǎn)方法有電解-水解法、蒽醌法、氧陰極還原法等；過(guò)硫酸銨的生產(chǎn)方法主要是陽(yáng)極電解法。論文對(duì)氧陰極還原法進(jìn)行改進(jìn)，結(jié)合陽(yáng)極電解法，采用升高陽(yáng)極析氧超電勢(shì)的方法，嘗試實(shí)現(xiàn)陰陽(yáng)極同步產(chǎn)過(guò)氧化氫和過(guò)硫酸銨，以期提高電流效率，降低系統(tǒng)的電能消耗。
　　論文分別研究了過(guò)硫酸銨和過(guò)氧化氫產(chǎn)生的電化學(xué)體系，繪制了S-H2O體系和O-H2O體系的Eh-pH圖，并進(jìn)行了理論槽壓的計(jì)算。根據(jù)理論分析的結(jié)果，設(shè)計(jì)了陽(yáng)極產(chǎn)過(guò)硫酸銨正交實(shí)驗(yàn)，考察了

2、硫酸、硫酸銨、電流密度和硫氰酸銨四個(gè)因素對(duì)產(chǎn)過(guò)硫酸銨濃度和電流效率的影響。通過(guò)直觀分析和方差分析研究了各因素對(duì)產(chǎn)過(guò)硫酸銨濃度和電流效率的影響程度，并進(jìn)行了電解條件的優(yōu)化實(shí)驗(yàn)。制作和測(cè)試了產(chǎn)過(guò)氧化氫氣體擴(kuò)散電極，選擇最佳電極進(jìn)行了循環(huán)電解實(shí)驗(yàn)，同時(shí)研究了陰陽(yáng)極同步產(chǎn)過(guò)氧化氫和過(guò)硫酸銨體系的性能。針對(duì)氧陰極還原法產(chǎn)過(guò)氧化氫濃度較低的特點(diǎn)，使用膜蒸餾和減壓蒸餾方法進(jìn)行了過(guò)氧化氫濃縮實(shí)驗(yàn)。
　　理論分析的結(jié)果表明，采用升高陽(yáng)極析氧超電勢(shì)的

3、方法可以實(shí)現(xiàn)陰陽(yáng)極同步產(chǎn)過(guò)氧化氫和過(guò)硫酸銨，能夠降低部分電能的消耗。
　　產(chǎn)過(guò)硫酸銨正交實(shí)驗(yàn)的結(jié)果表明，硫氰酸銨和電流密度對(duì)陽(yáng)極產(chǎn)過(guò)硫酸銨和電流效率的影響最大，硫酸和硫酸銨的影響較小。優(yōu)化實(shí)驗(yàn)得到的最佳電解條件為：硫酸銨濃度為240g/L，硫酸濃度為250 g/L，電流密度為0.9A/cm2，硫氰酸銨濃度為1.2 g/L。在最佳電解條件下，電解1h時(shí)陽(yáng)極電流效率維持在77.8％左右。
　　陰極產(chǎn)過(guò)氧化氫實(shí)驗(yàn)和循環(huán)電解實(shí)驗(yàn)的結(jié)

4、果表明，采用循環(huán)冷卻電解液，定時(shí)補(bǔ)充新鮮電解液的方法可以進(jìn)一步提高過(guò)氧化氫產(chǎn)生濃度，經(jīng)過(guò)12 h電解后得到了50 ml濃度為3.5wt%左右的過(guò)氧化氫溶液。
　　陰陽(yáng)極同步實(shí)驗(yàn)的結(jié)果表明，改進(jìn)后的電解體系可以補(bǔ)充陰極所需要的H+，減少電極極化，促進(jìn)陰極產(chǎn)生過(guò)氧化氫。在陰陽(yáng)極均為最佳條件下，電解1h時(shí)間內(nèi)綜合電流效率維持在130%以上。
　　過(guò)氧化氫濃縮實(shí)驗(yàn)的結(jié)果表明，膜蒸餾的濃縮效果不佳，且耗時(shí)過(guò)長(zhǎng)；減壓蒸餾可以有效地將低濃