堿性介質中溶解氧含量對褐煤電化學氧化的影響.pdf

1、本論文分別采用循環(huán)伏安法（CV）和電流-時間曲線法，在三電極體系H型離子隔膜電解反應器中，堿性介質下進行褐煤電化學氧化反應特性研究。與相同實驗條件下電解空白氫氧化鉀溶液作對比，重點考察了陽極電位和溫度對褐煤電化學氧化過程中氧化電流、析氧效率及產(chǎn)品產(chǎn)率的影響。通過置換高純氮氣或高純氧氣來改變陽極室的初始氣氛，以探究溶解氧對煤電化學氧化的影響。
　　采用循環(huán)伏安法測定鎳電極的循環(huán)伏安特性及陽極電位的變化規(guī)律，對比空白實驗，結果表明，相

2、同的陽極電位下電解水煤漿時氧化電流增大。采用電流-時間曲線法，恒定不同的陽極電位進行電解實驗。氧化電流隨著陽極電位的提高而增加，在1.0V出現(xiàn)轉折；而析氧效率增加，對比空白實驗，電解水煤漿時析氧效率下降。這表明，陽極電位增加有利于煤的深度氧化，但過高的陽極電位可能會引發(fā)濃差極化和發(fā)泡現(xiàn)象。此外，隨著陽極電位的增加，氧化產(chǎn)品產(chǎn)率呈現(xiàn)下降的趨勢，這進一步證明了較高的陽極電位有利于煤達到深度氧化。
　　相同實驗條件下，陽極電位恒定為0.

3、8V，改變溫度進行電解實驗。隨著溫度的升高，氧化電流先增加，達到50℃時出現(xiàn)轉折；而析氧效率下降，表明對于水煤漿電解氧化反應溫度并不是越高越有利。這可能是由于溫度過高，有效地減小了水中溶解氧的含量，促進了析氧反應的正向進行，從而抑制了·OH參與煤氧化反應。但是，析氧效率的下降則表明煤顆粒消耗了分子氧，促進了分子氧參與了煤氧化反應。然而隨著溫度的增加，產(chǎn)品產(chǎn)率增加，這表明較高的溫度并不會促使煤的深度氧化。
　　對比陽極室三種氣氛下褐

4、煤電化學氧化過程，發(fā)現(xiàn)陽極室的初始氣氛對氧化電流和析氧效率的影響很小。對比空白實驗，在低電位下電解褐煤時溶解氧發(fā)生不同程度的下降，這表明分子氧的確參與了煤電化學氧化反應。各陽極電位下析氧量的順序為：氮氣氛>氧氣氛>空氣氛，進一步證實了分子氧確實參與了煤氧化反應過程。
　　對原樣及其氧化產(chǎn)品進行紅外光譜分析、熱重分析和熱氣質聯(lián)用分析，結果表明煤氧化反應是分步進行的：煤顆粒中芳烴結構優(yōu)先開環(huán)被氧化為水不溶酸（WIA）；WIA可以被進一