Электрокаталитическое окисление изопропилового спирта в газовоздушной смеси

Большинство органических соединений классифицируются как летучие органические соединения (ЛОС). Отрицательное воздействие ЛОС на окружающую среду, прежде всего, связано с образованием в атмосфере фотооксидантов в реакциях с оксидами азота под действием солнечного света. Загрязнение ЛОС воздушного бассейна является одной из проблем, существующих в области охраны окружающей среды[1]. Поэтому оптимизация существующих технологий очистки газовых выбросов путем разработки новых технических решений, направленных на снижение уровня воздействия ЛОС на ОС является актуальной задачей. Одним из наиболее эффективных физико-химических методов очистки промышленных выбросов от газообразных загрязнений является каталитический метод [2].

Целью данной работы являлось изучение кинетики электрокаталитического окисления изопропилового спирта, широко используемого в промышленности в качестве растворителя.

Исследования кинетики окисления газовоздушной смеси изопропилового спирта проводились в проточном газодиффузионном каталитическом реакторе при воздействии ВЧ электромагнитного поля. В качестве катализатора использовался активированный уголь марки БАУ. На внешней стороне реактора размещались электроды, соединенные с ВЧ генератором с рабочей частотой 40,68 МГц. Концентрация изопропилового спирта в диапазоне 1-6 мг/л контролировалась с помощью полупроводникового датчика MQ-3 за активной зоной реактора. Измерения концентрации осуществлялись в режиме реального времени с интервалом 1 мин. Их полученных кинетических кривых изопровилового спирта определялся коэффициент скорости газофазного окисления. Оценка коэффициента скорости реакции окисления спирта проводились в рамках модели реактора идеального вытеснения, и составила значение 2.10-2 мин-1 при начальной концентрации изопропилового спирта 1.2 мг/л. Содержание воды, зависящее от условий приготовления газовоздушной смеси и являющейся продуктом реакции окисления в ходе эксперимента контролировались датчиком влажности DTH. При относительной влажности исходной газовоздушной смеси более 80% и концентрации изопропилового спирта 5.8 мг/л на поверхности активированного угля возникало яркое свечение со стороны входа газовой смеси в реактор, которое продолжалось и после отключения ВЧ генератора, но прекращалось с окончанием подачи газовоздушной смеси. При влажности газовоздушной смеси менее 40% и начальных концентрациях спирта 1-2 мг/л после подключения ВЧ генератора к реактору изменение концентрации происходило через некоторое время, от 5-10 минут. Причем, в этот промежуток времени наблюдалось увеличение содержания воды в газовой смеси на выходе из каталитического реактора, возникновение которой по всей вероятности связано с процессами окисления спирта предварительно адсорбированного в порах активированного углерода. Полученные экспериментальные данные позволяют считать, что на кинетику электрокаталитического окисления изопропилового спирта на активированном углероде оказывает влияние присутствие в газовоздушной смеси паров воды.

Солодухин А. А.