堿性介質(zhì)中溶解氧含量對褐煤電化學(xué)氧化的影響.pdf

1、本論文分別采用循環(huán)伏安法（CV）和電流-時間曲線法，在三電極體系H型離子隔膜電解反應(yīng)器中，堿性介質(zhì)下進(jìn)行褐煤電化學(xué)氧化反應(yīng)特性研究。與相同實(shí)驗(yàn)條件下電解空白氫氧化鉀溶液作對比，重點(diǎn)考察了陽極電位和溫度對褐煤電化學(xué)氧化過程中氧化電流、析氧效率及產(chǎn)品產(chǎn)率的影響。通過置換高純氮?dú)饣蚋呒冄鯕鈦砀淖冴枠O室的初始?xì)夥?，以探究溶解氧對煤電化學(xué)氧化的影響。
　　采用循環(huán)伏安法測定鎳電極的循環(huán)伏安特性及陽極電位的變化規(guī)律，對比空白實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明，相

2、同的陽極電位下電解水煤漿時氧化電流增大。采用電流-時間曲線法，恒定不同的陽極電位進(jìn)行電解實(shí)驗(yàn)。氧化電流隨著陽極電位的提高而增加，在1.0V出現(xiàn)轉(zhuǎn)折；而析氧效率增加，對比空白實(shí)驗(yàn)，電解水煤漿時析氧效率下降。這表明，陽極電位增加有利于煤的深度氧化，但過高的陽極電位可能會引發(fā)濃差極化和發(fā)泡現(xiàn)象。此外，隨著陽極電位的增加，氧化產(chǎn)品產(chǎn)率呈現(xiàn)下降的趨勢，這進(jìn)一步證明了較高的陽極電位有利于煤達(dá)到深度氧化。
　　相同實(shí)驗(yàn)條件下，陽極電位恒定為0.

3、8V，改變溫度進(jìn)行電解實(shí)驗(yàn)。隨著溫度的升高，氧化電流先增加，達(dá)到50℃時出現(xiàn)轉(zhuǎn)折；而析氧效率下降，表明對于水煤漿電解氧化反應(yīng)溫度并不是越高越有利。這可能是由于溫度過高，有效地減小了水中溶解氧的含量，促進(jìn)了析氧反應(yīng)的正向進(jìn)行，從而抑制了·OH參與煤氧化反應(yīng)。但是，析氧效率的下降則表明煤顆粒消耗了分子氧，促進(jìn)了分子氧參與了煤氧化反應(yīng)。然而隨著溫度的增加，產(chǎn)品產(chǎn)率增加，這表明較高的溫度并不會促使煤的深度氧化。
　　對比陽極室三種氣氛下褐

4、煤電化學(xué)氧化過程，發(fā)現(xiàn)陽極室的初始?xì)夥諏ρ趸娏骱臀鲅跣实挠绊懞苄?。對比空白?shí)驗(yàn)，在低電位下電解褐煤時溶解氧發(fā)生不同程度的下降，這表明分子氧的確參與了煤電化學(xué)氧化反應(yīng)。各陽極電位下析氧量的順序?yàn)椋旱獨(dú)夥?氧氣氛>空氣氛，進(jìn)一步證實(shí)了分子氧確實(shí)參與了煤氧化反應(yīng)過程。
　　對原樣及其氧化產(chǎn)品進(jìn)行紅外光譜分析、熱重分析和熱氣質(zhì)聯(lián)用分析，結(jié)果表明煤氧化反應(yīng)是分步進(jìn)行的：煤顆粒中芳烴結(jié)構(gòu)優(yōu)先開環(huán)被氧化為水不溶酸（WIA）；WIA可以被進(jìn)一