Химия и химические
технологии/ 5. Фундаментальные проблемы
создания новых материалов и технологий
Баешов А.1, Байсейтова А.
2,Тукибаева А.С.3,
Мадибекова М4.
Институт органического катализа и электрохимии
им. Д.В.Сокольского1, Казахстан,
Международный казахско-турецкий университет
им.Х.А.Ясави2, Казахстан,
Южно-Казахстанский государственный университет
им.М.Ауезова2, Казахстан,
Академический инновационный университет3,
Казахстан,
Катодное восстановление
оксида (II) углерода в сернокислых растворах
На современном этапе развития цивилизации
перед человечеством возник целый ряд проблем глобального характера, связанный с
постоянно растущим антропогенным воздействием на природу. Среди наиболее
реальных опасностей для жизни и здоровья людей следует указать, в первую
очередь, увеличение вредных выбросов в атмосферу.
Промышленный комплекс Республики Казахстан
ежегодно выбрасывает в атмосферу большое количество загрязняющих веществ. По
методологии ЕМЕР эти вещества делятся на три группы: 1 – оксиды азота (NOx),
окись углерода (CO), неметановые углеводороды (НМУ) и двуокись серы (SO2);
2) тяжелые металлы – As, Cd, Cr, Cu, Hg, Ni, Pb, Se, Zn, V [1].
Средняя концентрация оксида углерода в
городах республики не превышала допустимой нормы и составила 0,5 ПДК. Наибольший
средний уровень загрязнения воздуха оксидом углерода – 0,9 ПДК - наблюдался в
г. Алматы. Максимальные из разовых концентраций оксида углерода в г. Алматы, г.
Костанае и г. Таразе превышали 5 ПДК, в г. Павлодаре, г. Темиртау и г. Шымкенте
– составили 4,0-4,8 ПДК, в г. Караганде - 3,0 ПДК, в городах Астана, Актобе,
Балхаш, Жезказган, Петропавловск, Семей, Усть-Каменогорск и Екибастуз – 1,0-2,4
ПДК [2].
Вышеуказанные проблемы можно решить, разрабатывая упрощенные методы
обезвреживания газообразных отходов производства.
Существующие методы очистки по обезвреживанию этих веществ методом
окисления характеризуются малой эффективностью - многостадийностью, они требуют
высокотемпературного режима и специального оборудования.
Необходимо обезвреживать отходящих газов определяется не только
требованием повышения технико-экономических показателей, но и причинами,
связанными с защитой окружающей среды от загрязнения токсичными отходами.
Поэтому создание технологической очистки отходящих газов является чрезвычайно важной
задачей, имеющей экономическое и экологическое значение.
Наиболее перспективным и приемлемым для обезвреживания газообразных газов
содержащих оксида (II) углерода представляют электрохимические методы [3].
Поэтому целью настоящей работы явилось
исследование катодного восстановления оксида
(II) углерода на кусковых электродах в сернокислых средах.
Для изучения электрохимического
восстановления оксида (II) углерода
были проведены
исследования в гальваностатических условиях при
комнатной температуре. В
качестве катода использовались кусковые свинцовые электроды, а в качестве анода
–свинцовый стержень.
Методика получения и восстановления
оксида (II) углерода были приведены
в предыдущих работах [4].
Газ подавался через
барботирующее устройство, расположенное в нижней части электролизера. Барботер
обеспечивает равномерное распределение газа в объеме электролизера. Объем газа, подаваемого в электролизер во всех опытах составлял 300мл. Скорость
газового потока регулировали при помощи трехходового крана. Газ подавали в
электролизер с равномерной скоростью в течение 1 часа. Определение количества углерода, образовавшиеся в
растворе после электролиза, определился гравиметрическим методом.
Исследовано
влияние плотности тока, концентрации серной кислоты на степень восстановления и выход по току восстановления оксида
(II) углерода в сернокислой среде на
кусковых свинцовых электродах.
При изменении
плотности тока от 100 до 600 А/м2, степень восстановления оксида (II) углерода повышается, а выход по току восстановления вначале до 400
А/м2 возрастает и дальнейшее повышение плотности тока приводит к
уменьшению выхода по току восстановлению, это можно объяснить усилением протекания конкурирующей
реакции - выделения водорода.
При
исследовании влияния концентрации электролита на процесс востановления оксида (II) углерода были получены следующие результаты: при увеличении концентрации электролита
степень восстановления равномерно уменьшается, а выход по току восстановления
оксида (II) углерода повышается равномерно. Видимо, при столкновении пузырьков газов с катодом или путем с
взаимодействия, выделяющихся атомарным и
молекулярным водородом могут
восстановливаться, который приводит к увеличению выхода по току.
Таким
образом, нами изучено электрохимическое восстановление оксида (II) углерода в сернокислых растворах на кусковых свинцовых
электродах и установлено, что восстановление идет с высоким выходом.
Результаты полученных данных можно использовать при
разработке технологии обезвреживании углеродсодержащих
отходов.
Литература
1. Отчет «Научные исследования по оценке переноса
загрязняющих веществ на большие расстояния и их выпадение, выявление возможных
последствий моделирования проессов загрязнения атмосферы и определения ее
качества, разработка рекомендаций по повышению экономической эффективности
борьбы с загрязнением»// РГП «КазнИИЭК», Алматы 2009
2. Информация о деятельности РГП «Казгидромет» за 2008
г. для включения ее в «Национальный доклад о состоянии окружающей среды за
2008.», / Алматы, 2009
3. Баешов А., Байсейтова А., Тукибаева А.С. Көміртек (II) оксидін электрохимиялық
жолмен қышқыл ортада тотықтыру/ Материалы III международной конференции по теоретической и
экспериментальной химии. – Караганда, 2006, -С.74-78
4. Баешов А.,
Байсейтова А., Тукибаева А.С. Құрамында көміртек (II) оксиді
бар қалдықтарды электрохимиялық жолмен сілтілі ортада
залалсыздандыру. Наука и образование ЮК.
– Шымкент, 2006, №1(50), -С.67-70