Электрохимический способ получения катализатора для окисления диоксида серы

 

Сущность изобретения: продукт-катализатор - трехвалентный ион марганца получают электролизом при разности потенциалов 1,5-3 В между катодом из платины и анодом из углеродного материала. Характеристика: повышенная активность катализатора при степени окисления диоксида серы, близкой к 100%, возрастает на порядок. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 В 01 J 37/34, 23/16

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

:ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР}

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4947276/04 (22) 18.06.91 (46} 23.02.93. Бюл. М 7

{71) МГУ им,M.Â.Ëîìîíîñoâà (72) Л.Т.Бугаенко, С.Л.Дяткина, Е.А.Колядка и А.B.Ðóäíåâ (56) Исследование радиационно-каталитического метода очистки газов от сернистого ангидрида. Отчет по теме 55-72. M., 1975, с. 43-44.

Заявка Франции гв 2611530; кп. В 01 0 53/36, 1987, Изобретение относится к способам получения катализаторов для окисления диоксида серы и может быть использовано для обработки отходящих газов.

Активным катализатором для окисления диоксида серы являются сопи марганца преимущественно с валентностью марганца выше двух.

Известен способ получения катализатора диоксида серы, в котором раствор сульфата марганца в серной кислоте предварительно окисляют озоном. Применение озона в промышленности представляет серьезные проблемы дпя обеспечения техники безопасности.

Наиболее близким по технической сущНости к предложенному является способ получения катализатора, в котором раствор сульфата марганца в серной кислоте подвергают электролизу с целью получения ионов марганца со степенью окисления выше двух с использованием в качестве электродов либо платины, либо платинированного титана. На электроды,, Ы„„1796245 А1 (54) ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЙ СПОСОБ

ПОЛУЧЕНИЯ КАТАЛИЗАТОРА ДЛЯ ОКИСЛЕНИЯ ДИОКСИДА СЕРЫ (57) Сущность изобретения: продукт-катализатор — трехвалентный ион марганца получают электролизом при разности потенциалов 1,5 — 3 В между катодом из платины и анодом из углеродного материала.

Характеристика: повышенная активность катализатора при степени окисления диоксида серы, близкой к 100, возрастает на порядок. 1 табл. накладывают разность потенциалов 1,5-3 В.

Концентрация используемого раствора двухвалентного марганца составляет 16,9 г/л в

36,5 серной кислоте. При использовании в качестве катализатора электрохимически активной частицы Мп" (и> 2) - концентрация 18.5- 91 г/л — окисление $02 происходит с эффективностью 99,57ь. Недостатком способаявляется использованиедорогостоящей платины.

Целью изобретения является получение катализатора с повышенной активностью и удешевление способа, Это достигается тем, что предложенный способ включает злектролиз сернокислых растворов сульфата марганца (И) при наложении разности потенциалов 1,5 — 3 В с электродами из углеродных материалов.

Отличительным признаком предложенного способа является использование в качестве анода угольных материалов.

В качестве углеродных материалов используют: пирографит, стеклоуглерод, уголь

1796245 Формула изобретения анодом из токопроводящего материала при наложении разности потенциалов 1,5-3,0 В, Электрохимический способ получения

- .катализатора для окисления диоксида серы : путем электролиза сернокислого раствора .сульфата марганца с катодом из платины и отличающийся тем, что, с целью получения катализатора с повышенной активностью и удешевления способа, в качестве анода используют углеродный материал. спектральный, графитированная и активи- ре исследуемый электрод выдерживают при рованная угольная ткани.. заданном потенциале 1,5 В до тех пор, пока

Нами установлено, что при этом проис- фоновый ток.не достигает стационарного ходит не только замена платины на гораздо . значения. Затем в рабочую часть ячейки при более дешевый материал, но и обеспечива- 5 заданном заранее потенциале вводят 25 мл ется .увеличение активности катализатора, предварительно продутого инертным газом для характеристики-которой используют от-.. раствора, MnSQ4 в 557-ной серной кислоте; ношение концентрации окисленного мар- концентрация сульфата марганца в этом ганца к i<îíöåíòðàöèè исходной соли растворе30,2 мг/л,что присмешиваниисрасдвухвалентного марганца, ..: . ....; ."0 твором серной кислоты, находящейся в ячейке

Спектрофотомегрически показано, что (25мл) даетконцентрацию15,1г/л. Накоплев. результате "электролиза образуется ион ниеокисленного марганца продолжают30мин трехвалентного марганца, Количество (раствор интенсивно вишневого цвета), после ионов трехвалентного марганца в растворе чегораствораналиэируютспомощьюспектроопределяли на спектрофотометре при дли- 15 фотометра на содержание окисленного мар-не волны 390 нм.:: .: . -, ганца. Концентрация окисленного марганца в

Зависимость активности процесса от .этом случае составляет 0,3624 г/л. материала анода приведена в таблице; ::, П р им е.р 2, Электрохимйческое окисПриведенные резульгаты относятся К " ленйе марганца проводят в.той же ячейке и времени накопления 30 мин. Достигаемая в 20 в тех же условиях; что и в предыдущем опырезультате процесса электролйза концент-: те; голько в качестве рабочего электрода рация:катализатора - иайа трехвалентного - использук т стеклоуглерод. Последователь мврганца, более чем достаточна для обеспе - ность операций, потенциал, время накоплечения степени окисления диоксида серы, . ния и метод анализа конечного раствора те близкой к.100, (по прототипу при концент- 25 же, что и в йредыдущем опыте. Концентра рации ЗОз 400-10000 ррм количество мер- ция окислейного марганца .составляет в . ганца, необходймое для очистки, составляет,": этом случае 0,1431 г/л.

18- 64 мг/л, при этом достигается степень: .. П р vi м е р 3; Электрохимическое окисочистки газа выше 99/).:: леййе марганца проводят на аноде из угля

-. Таким образом, использование предло- 30 "спектральный для хлорного электролиза" в женного способа позволяет не только до- .. условиях, полностью аналогичнйх двум биться удешевления процесса за счет предыдущим опытам. Конечная концентрайрименейиявкачествеанодауглеродсодер-: .ция марганца составляет в этом случае жащих материалов, но. и увеличить актив-: 0,1827 г/л. ность катализатора на порядок.: ... 35 Пример 4 (йо.прототипу). Окисление A p и м е р 1; Электрохимическое окис- сульфата марганца проводят в электролизеление сульфата двухвалентного марганца .. ре (объем 80 мл), катодная и анодная частй . tipoaîäÿò в ячейке с разделенйым анодным которого разделены ионообменной мембраи катодным пространствами, работающей " H0A с платиновым титайом в качестве анода потрехэлектродной схеме..В качестве алек- 40 и платиновой решеткой в качестве катода., трода сравнения- используют водородный .: Между электродами приложен потенциал электрод — в растворе электролита фона. 2+0,2 В. Пропускание азота обеспечивает Анодом. служит анизотропный пирографит, перемешивание раствора. Электролиз длит квтодам - платиновая пластинка, Последа - ся 30 мин, в процессе бесцветный вначале вательность операций следующая. В рабо- 45 раствор приобретает цвет красной вишни. - чуючасть ячейки заливают раствор 55 -ной . что служит указанием на окончание процессернойкислоты в количестве 25мл, который са, Конечная концентрация окисленного продувают weртным газом. В этом раство- марганца составляет 0,01.8-0,064 г/л.

Составитель Е.Колядко

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101