WWW.BOOK.LIB-I.RU
БЕСПЛАТНАЯ  ИНТЕРНЕТ  БИБЛИОТЕКА - Электронные ресурсы
 
s

«ISSN 2079-5459 (print) СЕРІЯ НОВІ РІШЕННЯ В СУЧАСНИХ ТЕХНОЛОГІЯХ ISSN 2413-4295 (online) УДК 661.872+544.6+661.4 doi:10.20998/2413-4295.2017.07.24 НОВЫЕ РЕШЕНИЯ В ТЕХНОЛОГИИ ...»

______________________________________

ISSN 2079-5459 (print)

СЕРІЯ "НОВІ РІШЕННЯ В СУЧАСНИХ ТЕХНОЛОГІЯХ"

ISSN 2413-4295 (online)

УДК 661.872+544.6+661.4 doi:10.20998/2413-4295.2017.07.24

НОВЫЕ РЕШЕНИЯ В ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ ФЕРРАТОВ(VI)

С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МОДИФИЦИРОВАННЫХ SnO2–ЭЛЕКТРОДОВ

Д. А. ГОЛОВКО1*, Д. В. ГИРЕНКО2, И. Д. ГОЛОВКО3 1 кафедра Технологии неорганических веществ и экологии, ГВУЗ "УГХТУ", Днепропетровск, УКРАИНА 2 кафедра Физической химии, ГВУЗ "УГХТУ", Днепропетровск, УКРАИНА 3 кафедра Аналитической химии и химической технологии пищевых добавок и косметических средств, ГВУЗ "УГХТУ", Днепропетровск, УКРАИНА *e-mail: golovkod@mail.ru АННОТАЦИЯ. Изучены особенности образования ферратов(VI) из соединений Fe(III) в растворах с различным ионным составом на инертных SnO2-электродах, легированных Ru, Pt, Pd и Sb. Установлено, что изменением природы и содержания легирующего металла можно целенаправленно регулировать электро-каталитические свойства анодов, в частности величину перенапряжения выделения О2. Показана принципиальная возможность электрохимического окисления на поверхности электрода и химического окисления в объеме раствора частиц Fe(ОН)3 и Fe(ОН)4.

Разработаны рекомендации для синтеза ферратов(VI) с использованием анодов, обеспечивающих длительный режим работы без ухудшения их эксплуатационных характеристик.

Ключевые слова: технология; окисление Fe(III); феррат(VI); инертный электрод; кислород; гипохлорит

NEW SOLUTIONS IN THE FERRATES(VI) PROCESS WITH THE USE OF

SnO2–MODIFIED ELECTRODES D. GOLOVKO1, D. GIRENKO2, I. GOLOVKO3, 1Inorganic Substances Department, Ukrainian State University of Chemical Technology, Dnepropetrovsk, UKRAINE 2 Department of Physical Chemistry, Ukrainian State University of Chemical Technology, Dnepropetrovsk, UKRAINE 3 Department of Analytical Chemistry and Food Additives and Cosmetics, Ukrainian State University of Chemical Technology, Dnepropetrovsk, UKRAINE

Abstract

Disadvantages of traditional synthesis methods of ferrates (VI) - promising green oxidants - stimulate the search of new technological solutions which meet the requirements of modern production. The purpose of this work was to study the ferrates (VI) formation from Fe (III) compounds in solutions with different pH on inert SnO2 electrodes doped with Pt, Ru, Pd, and Sb. The influence of the nature and the content of the alloying metal on the electrocatalytic properties of the electrode was studied by the stationary voltammetry method, as well as by determining the current yields of hypochlorite and sodium chlorate during the electrolysis of a slightly alkaline NaCl solution. Coatings based on SnO2, doped with palladium and platinum, show maximal electrocatalytic activity according to ClO – synthesis. It has been established that the oxygen evolution overvoltage on the electrodes with comparable dopant concentrations increases in the Ru-Pd-Pt-Sb series. It has been shown that for effective synthesis of ferrates (VI), flat Ti anodes of a large area with an electroactive layer based on SnO2-Sb2O3 should be used. It is noted that electrochemical oxidation of Fe (III) in Fe (VI) is more energetically favorable on these electrodes than O2 evolution, which opens up new possibilities for these processes in ferrate (VI) synthesis technology.





We have shown the principal possibility of increasing the productivity of the Fe (VI) process due to the direct interaction of the Fe(ОН)3 and Fe(ОН)4 particles in the solution volume with ClO anions generated on an inert electrode when Сl anions are preliminarily added to the system. Technological solutions have been proposed to increase the life of inert electrodes when 5-10% TiO2 is introduced into the SnO2 matrix, providing a long-term operating mode without degradation of their performance characteristics.

Keywords: technology; oxidation of Fe (III); ferrate (VI); inert electrode; oxygen; hypochlorite

–  –  –

монохроматического рентгеновского излучения охлаждении в 15 см3 н-бутанола. Для улучшения (1486,6 эВ, 15 кВ, 25 Вт). адгезии и эксплуатационных свойств каталитического Реактивы, применяемые для исследований покрытия целесообразно в данный раствор вводить имели квалификацию чистоты не ниже х.ч. Растворы БР1 в соотношении 10:1. Для модифицирования готовили на бидистиллированной воде. покрытий в базовый раствор вводили расчетные количества добавок RuCl3, H2PtCl66H2O, PdCl2 или Поляризационные измерения проводили с помощью потенциостата ПИ-50-1 и программатора SbCl3 в HCl (конц.).

ПР8 в терхэлектродной термостатируемой ячейке. Все Слои наносились кистью с последующей потенциалы в статье приведены относительно сушкой при температуре 80-900С в течение 10 минут.

электрода сравнения Ag|AgCl в насыщенном KCl. Далее следовала термическая обработка анода в Ресурсные испытания анодов проводили в муфельной печи 5 мин при температуре 4500С. После растворе 0,3 М NaCl при плотности тока 200 мА/см2 в нанесения 10 слоев проводили термообработку в термостатированной ячейке при температуре 300С. течение 20 минут при 5000С.

Критерием разрушения анодов служил существенный Для удаления из покрытия остатков покровного рост потенциала электрода. Полученные покрытия раствора электрод поляризовали в 0,3 М NaCl в испытывали также в щелочных растворах (1-14 М течение 30 мин при i = 50 мА/см2. Далее анод NaOH) в присутствии генерируемых анионов FeO42. отмывался бидистиллированной водой, сушился при Сравнительную каталитическую активность температуре 80-900С и подвергался финальной полученных образцов анодов (5 см2) по отношению к термообработке 20 мин при 5000С.

реакции синтеза гипохлорита натрия оценивали путем Предложенная методика позволяет осаждать электролиза 0,3 М раствора NaCl объемом 300 мл в воспроизводимые, компактные, однородные, матовые ячейке без диафрагмы. Время электролиза составляло покрытия с высокой адгезией к подложке. При 40 мин при температуре 200С. Перемешивание легировании платиной покрытия имеют темно-серый, осуществлялось магнитной мешалкой. Ru и Pd – черный, а Sb – серо-голубой цвет.

Концентрацию ClO и ClO3 в получаемых Поверхность DSA образцов изучали методом растворах определяли методом йодометрического рентген-фотоэлектронной спектроскопии и на рис. 1.

титрования [14]. Определение концентрации анионов представлены в качестве примера типичные РФС FeO42 проводили по методикам, приведенным в [15]. спектры для электрода SnO2-TiO2-PtOx. Методом РФС Измерения оптической плотности выполняли на было определено содержание (ат.%) легирующих спектрофотометре UV-5800PC. элементов в поверхностном слое DSA, значения которых приведены в скобках в обозначениях Изложение основного материала покрытий.

–  –  –

9. Snchez-Carretero, A., Sez, C., Caizares, P., Cotillas 14. Girenko D., Vashkevich H., Nikolenko N., Opredeleniye S. [et al.] Improvements in the electrochemical production mikrokolichestv khloratov v rastvorakh gipokhlorita natriya of ferrate with conductive diamond anodes using goethite as meditsinskogo naznacheniya [Determination of chlorate raw material and ultrasound. Industrial and engineering trace amounts in sodium hypochlorite solutions for medical chemistry research, 2011, 50, 7073-7076, purposes] // Voprosy khimii i khimicheskoy tekhnologii doi:10.1021/ie101438e. [Questions of chemistry and chemical technology], 2016, 2,

10. ekerevac, M., Nikoli-Bujanovi, L., Joki, A. [et al.] 14-18.

Ferrate(VI) synthesis at boron-doped diamond anode. J. 15. Golovko, D., Sharma, V. K., Pavlova, O. [et al.] Serb. Chem. Soc., 2013, 78(2), 265-279, Determination of submillimolar concentration of ferrate(VI) doi:10.2298/JSC120309108C. in alkaline solutions by amperometric titration. Centr.

11. Yao, P., Chen, X., Wu, H., Wang, D. Active Ti/SnO2 Europ. J. Chem., 2011, 9(5), 808-812, doi: 10.2478/s11532anodes for pollutants oxidation prepared using chemical 011-0069-8.

vapor deposition. Surf. Coat. Tech., 2008, 202(16), 3850- 16. Perfiliev, Yu. D., Benko, E. M., Pankratov, D. A. [et al.] 3855, doi:10.1016/j.surfcoat.2008.01.02. Formation of iron(VI) in ozonalysis of iron(III) in alkaline.

12. Adams, B., Tian, M., Chen, A. Design and electrochemical Inorg. Chim. Acta, 2007, 360, 2789-2791, doi:

study of SnO2-based mixed oxide electrodes. Electrochim. 10.1016/j.ica.2006.11.019.

Acta, 2009, 54, 1491-1498, doi: 17. Shilov, V. P., Gogolev, A. V. Oxidation of Fe(III) to Fe(VI) 10.1016/j.electacta.2008.09.034. by ozone in alkaline solutions. Russian Journal of General

13. Batzill, M., Diebold, U. The surface and materials science Chemistry, 2010, 80(5), 895-898, doi:

of tin oxide // Prog. Surf. Sci., 2005, 79, 47-154, 10.1134/S107036321005004X.

doi:10.1016/j.progsurf.2005.09.002.

Сведения об авторах (About authors)

Головко Дмитрий Аркадьевич – кандидат химических наук, доцент, Государственное высшее учебное заведение "Украинский государственный химико-технологический университет", доцент кафедры Технологии неорганических веществ, г. Днепропетровск, Украина; e-mail: golovkod@mail.ru.

Dmitriy Golovko – Ph. D., Associated Professor, Inorganic Substances Department, Ukrainian State University of Chemical Technology, Dnepropetrovsk, Ukraine; e-mail: golovkod@mail.ru.

Гиренко Дмитрий Вадимович кандидат химических наук, доцент, Государственное высшее учебное заведение "Украинский государственный химико-технологический университет", доцент кафедры Физической химии, г.

Днепропетровск, Украина; e-mail: dvgir@mail.ru.

Dmitriy Girenko – Ph. D., Associated Professor, Department of Physical Chemistry, Ukrainian State University of Chemical Technology, Dnepropetrovsk, Ukraine; e-mail: dvgir@mail.ru.

Головко Игорь Дмитриевич – Государственное высшее учебное заведение "Украинский государственный химикотехнологический университет", ассистент кафедры Аналитической химии и химической технологии пищевых добавок и косметических средств, г. Днепропетровск, Украина; e-mail: e20@ua.fm.

Igor Golovko – assistant, Department of Analytical Chemistry and Food Additives and Cosmetics, Ukrainian State University of Chemical Technology, Dnepropetrovsk, Ukraine; e-mail: e20@ua.fm.

Пожалуйста, ссылайтесь на эту статью следующим образом:

Головко, Д. А. Новые решения в технологии получения ферратов(VI) с использованием модифицированных SnO2электродов / Д. А. Головко, Д. В. Гиренко, И. Д. Головко // Вестник НТУ «ХПИ», Серия: Новые решения в современных технологиях. – Харьков: НТУ «ХПИ». – 2017. – № 7 (1229). – C. 173-180. – doi:10.20998/2413-4295.2017.07.24.

Please cite this article as:

Golovko, D., Girenko, D., Golovko, I. New solutions in the ferrates(VI) process with the use of SnO2-modified electrodes.

Bulletin of NTU "KhPI". Series: New solutions in modern technologies. – Kharkiv: NTU "KhPI", 2017, 7 (1229), 173-180, doi:10.20998/2413-4295.2017.07.24.

Будь ласка, посилайтесь на цю статтю наступним чином:

Головко, Д. А. Нові рішення у технології одержання фератів(VI) із використанням модифікованих SnO2-електродів /

Д. А. Головко, Д. В. Гиренко, І. Д. Головко // Вісник НТУ «ХПІ», Серія: Нові рішення в сучасних технологіях. – Харків:

НТУ «ХПІ». – 2017. – № 7 (1229). – C. 173-180. – doi:10.20998/2413-4295.2017.07.24.

АНОТАЦІЯ Вивчено особливості утворення фератів(VI) зі сполук Fe(III) у розчинах із різним іонним складом на інертних SnO2-електродах, легованих Ru, Pt, Pd и Sb. Встановлено, що зміною природи та вмісту легуючого металу можна цілеспрямовано регулювати електрокаталітичні властивості анодів, зокрема величину перенапруги виділення О2. Показано принципову можливість електрохімічного окислення на поверхні електроду та хімічного окислення в об'ємі розчину часток Fe(ОН)3 та Fe(ОН)4. Розроблено рекомендації для синтезу фератів(VI) із використанням анодів, що забезпечують тривалий робочій режим без погіршення експлуатаційних характеристик.

Ключові слова: технологія; окислення Fe(III); ферат(VI); інертний електрод; кисень; гіпохлорит

–  –  –

______________________________________ ВІСНИК НТУ "ХПІ" № 7 (1229)




Похожие работы:

«В. В. Зверевич, Н. Е. Прянишников "Зелёный" дизайн современной библиотеки Предложено определение "зелёной" библиотеки. Приведены примеры "зелёных" библиотек. Проанализированы направления деятельности библиотек в области экологии, экодизайна и создания "зелёных" элементов их интерьеров. Отмечено, чего...»

«Секция 4. Студенческое научное общество Список источников: 1. Оборотное водоснабжение промышленных предприятий / под общ. ред. А.Ф. Шабалина. – М.: Стройиздат, 1972.2. Диомидов Б. Б. "Технология прокатного производства"/ Диомидов Б. Б. – М.: Металлургия, 1979.3. Водоснабжение и водоотведение металлургически...»

«ВЕСЦІ НАЦЫЯНАЛЬНАЙ АКАДЭМІІ НАВУК БЕЛАРУСІ № 3 2012 СЕРЫЯ БІЯЛАГІЧНЫХ НАВУК УДК 579.22:582.28:66.081 В. В. ЩЕРБА, Т. А. ПУЧКОВА, Л. Т. МИШИН ОБРАЗОВАНИЕ СОЕДИНЕНИЙ ИНДОЛЬНОЙ ПРИРОДЫ СЪЕДОБНЫМИ И ЛЕКАРСТВЕННЫМ...»

«ОСИПОВИЧСКИЙ РАЙИСПОЛКОМ ОТДЕЛ ИДЕОЛОГИЧЕСКОЙ РАБОТЫ, КУЛЬТУРЫ И ПО ДЕЛАМ МОЛОДЕЖИ МАТЕРИАЛ для информационно-пропагандистских групп "Повышение экологической культуры в белорусском обществе". стр. 2 "Борьба с коррупциейважнейшая государственная задача...»

«Дрюпина Екатерина Юрьевна МЕТОДИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РАСЧЕТА ДОПУСТИМЫХ КОНЦЕНТРАЦИЙ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ В СТОЧНЫХ ВОДАХ ПРЕДПРИЯТИЙ ПРИ ОРГАНИЗАЦИИ ГОРОДСКИХ СИСТЕМ ВОДООТВЕДЕНИЯ (НА ПРИМЕРЕ Г. БАРНАУЛА) 25.00.27 – гидрология суши, водные ресурсы, гид...»

«Протокол совещания Банка России по вопросу автоматизации сдачи отчетности страховых организаций Короп Станислав Викторович Координатор Структурное подразделение Департамент сбора и обработки отчетности некредитных Банка России (далее – финан...»

«НАЛОТИНИБ 1. Нилотиниб.2. Тасигна.3. Биологические средства для таргетной терапии.4. Противоопухолевое средство, ингибитор протеинтирозинкиназы. Избирательно ингибирует тирозинкиназную активность Bcr-Аbl онкопротеина клеточных линий первично полож...»

«УДК 504 Т. А.Мелешко, В.В.Толмачева, г. Шадринск Социально-экологические проблемы взаимодействия человека и природы В данной статье представлен историко-логический анализ проблемы взаимоотношения человека и прир...»

«ГРАЖДАНСКИЙ КОДЕКС РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Гражданский кодекс Российской Федерации часть 1. Федеральный закон от 30 ноября 1994 года № 51-ФЗ (текст по состоянию на 03.09.2015 г.) Глава 9. СДЕЛКИ § 2. Недействительность сделок Статья 166....»










 
2017 www.book.lib-i.ru - «Бесплатная электронная библиотека - электронные ресурсы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.