Выбор каталитического покрытия газодиффузионного катода для электрохимического синтеза NaClO

Abstract

Для увеличения концентрации водных растворов гипохлорита натрия, полученного при бездиафрагменном электролизе растворов хлорида натрия, разработан газодиффузионный катод с каталитически активным покрытием. В качестве материала каталитически активного покрытия были исследованы: оксиды марганца, оксиды кобальта, оксиды рутения. Исследование кинетики совмещенных катодных процессов в электрохимическом синтезе гипохлорита натрия показало, что оксиднометаллические покрытия тормозят процесс катодного восстановления гипохлорит-иона. Каталитическая активность возрастает в ряду MnO₂>Co₂O₃>RuO₂. Интенсификация процесса восстановления молекулярного кислорода в водном растворе NaCl достигается за счет применения газодиффузионного катода. Исследование влияния газодиффузионного режима на кинетику катодных процессов позволило обосновать диапазоны потенциалов и плотностей тока в электрохимическом синтезе NaClО. За счет использования разработанного газодиффузионного катода удалось достигнуть концентрации NaClО более 30 г/дм³ при бездиафрагменном электролизе растворов хлорида натрия.

To increase the concentration of aqueous solutions of sodium hypochlorite obtained by the diaphragmless electrolysis of sodium chloride solutions, a gas diffusion cathode with a catalytically active coating was developed. The following materials were studied as a catalytically active coating material: manganese oxides, cobalt oxides, ruthenium oxides. A study of the kinetics of combined cathodic processes in the electrochemical synthesis of sodium hypochlorite showed that metal oxide coatings inhibit the process of cathodic reduction of hypochlorite ion. Catalytic activity increases in the series MnO₂> Co₂O₃ > RuO₂. The intensification of the process of molecular oxygen reduction in an aqueous NaCl solution is achieved through the use of a gas diffusion cathode. The study of the influence of the gas diffusion regime on the kinetics of cathodic processes made it possible to substantiate the ranges of potentials and current densities in the electrochemical synthesis of NaClO. Due to the use of the developed gas diffusion cathode, it was possible to achieve a concentration of NaClO of 28...30 g/dm³ with diaphragm-free electrolysis of sodium chloride solutions.