DOI: https://doi.org/10.20998/2079-0821.2018.39.02

ОБҐРУНТУВАННЯ ВИБОРУ ПРОМОТОРІВ УТВОРЕННЯ ПЕРОКСО−ГРУП ДЛЯ ЕЛЕКТРОХІМІЧНОГО СИНТЕЗУ ПЕРОКСИОЦТОВОЇ КИСЛОТИ

Tetiana Andriyivna Bilous, Alena Gennadiivna Tulskaya, Issam Hussein Chahine, Sergey Alekseevych Samoylenko

Анотація


Пероксиоцтова кислота − це сильний дезінфектант з широким спектром антимікробної активності. Використовується як дезінфікуючий і протимікробний засіб. Переваги використання пероксиоцтової кислоти: відсутні стійкі токсичні похідні, незначна залежність від рН, ефективність та короткий час контакту. В промислових масштабах одержують хімічним синтезом, проте він має безліч суттєвих недоліків. Застосування електрохімічного синтезу пероксиоцтової кислоти, безпосередньо на місцях використання, виключає витрати пов’язані з хімічним синтезом, транспортуванням та зберіганням. Продемонстрована можливість електрохімічного синтезу пероксиоцтової кислоти з концентраціями, достатніми для практичного використання в різноманітних галузях. Обґрунтовано необхідність застосування промоторів утворення пероксо-груп для збільшення виходу за струмом цільового продукту. Показано, що аніони, адсорбовані на поверхні платинового електроду, впливають на селективність анодного процесу і швидкість виділення кисню. Методом вольтамперометрії досліджено вплив добавок іонів CNS, I, Cl, Br на кінетику анодних процесів в водному розчині 3 моль/дм3 СН3СООН + 0,5 моль/дм3 Н2SO4 на платиновому електроді. Введення до складу електроліту добавок іонів CNS, I, Cl, Br призводить до гальмування суміщеного анодного процесу − виділення кисню. Показано, що збільшення концентрації добавок (CNS, I, Cl, Br) в діапазоні 0,001…0,1 моль/дм3 призводить до переважної адсорбції введених іонів на поверхні платинового електроду. Доцільно використовувати добавки іонів I, Cl, Br до електроліту для електрохімічного синтезу пероксиоцтової кислоти, бо вони сприяють досягненню максимального виходу за струмом цільового продукту (1,4¼2,1  %). Добавка іонів CNS не ефективна, її введення до складу електроліту електрохімічного синтезу пероксиоцтової кислоти призводить до зменшення виходу за струмом цільового продукту. Електрохімічний синтез пероксиоцтової кислоти доцільно проводити в діапазоні потенціалів 2,4…2,7 В та в діапазоні густин струму 500…3500 А/м2. При цьому спостерігається максимальний вихід за струмом цільового продукту.

Ключові слова


пероксиоцтова кислота; оцтова кислота; сульфатна кислота; електрохімічний синтез; промотори; платиновий анод

Повний текст:

PDF

Посилання


Zhao X., Zhang T., Zhou Y., Liu D. Preparation of peracetic acid from hydrogen peroxide. Part I: Kinetics for peracetic acid synthesis and hydrolysis. Journal of Molecular Catalysis. A: Chemical. 2007, vol. 271, pp. 246−252.

Bilous T. A., Tulskaya A. G., Matrunchyk O. L. Promising Materials and Processes in Applied Electrochemistry: monograph. Kyiv: KNUTD, 2017. 230−234 p.

Bilous T. A., Tulsky G. G., Korohodska A. M., Podustov M. O. Obgruntuvannya vyboru robochykh kontsentratsii otstovoi kysloty dlia elektrokhimichnoho syntezu peroksyotstovoi kysloty [Justification of the choice of working concentrations of acetic acid for the electrochemical synthesis of peroxyacetic acid]. Visnyk NTU “KhPI” [Bulletin of the National Technical University “KhPI”], Kharkov, NTU “KhPI” Publ., 2017, no 48 (1269) , pp. 24−28.

Bilous T. A, Tulsky G. G., Matrunchyk O. L. Obgruntuvannia skladu elektrolitu dlia elektrokhimichnoho syntezu peroksyotstovoi kysloty [Justification of the electrolyte composition for the electrochemical synthesis of peroxyacetic acid]. Visnyk NTU “KhPI” [Bulletin of the National Technical University “KhPI”], Kharkov, NTU “KhPI” Publ., 2017, no 49 (1270) , pp. 10−14.

Khidirov Sh. Sh., Khibiev Kh. S. Reaktsyia эlektrosynteza Kolbe v uslovyiakh modyfytsyrovanyia poverkhnosty platynovoho anoda CNS-yonamy [Kolbe electrosynthesis reaction under the conditions of modifying the surface of a platinum anode with CNS-ions]. Electrochemistry. 2005, vol. 41, no 11, pp. 1319−1322.

Peña O. I. G., Vong Y. M., Chapman T. W., López R. A. Study of adsorption and oxidation of thiocyanate at the metal/solution interface by EQCM and EIS. ECS Transactions. 2007, vol. 3, no 17, pp. 9−17.