Нові рішення у технології одержання фератів(VI) із використанням модифікованих SnO2-електродів

Dmitriy Golovko, Dmitriy Girenko, Igor Golovko

Анотація


Вивчено особливості утворення фератів(VI) зі сполук Fe(III) у розчинах із різним іонним складом на інертних SnO2-електродах, легованих Ru, Pt, Pd и Sb. Встановлено, що зміною природи та вмісту легуючого металу можна цілеспрямовано регулювати електрокаталітичні властивості анодів, зокрема величину перенапруги виділення О2. Показано принципову можливість електрохімічного окислення на поверхні електроду та хімічного окислення в об'ємі розчину часток Fe(ОН)3 та Fe(ОН)4. Розроблено рекомендації для синтезу фератів(VI) із використанням анодів, що забезпечують тривалий робочій режим без погіршення експлуатаційних характеристик

Ключові слова


технологія; окислення Fe(III); ферат(VI); інертний електрод; кисень; гіпохлорит

Повний текст:

PDF (Русский)

Посилання


Yates, B., Zboril, R., Sharma, V. K. Engineering aspects of ferrate in water and wastewater treatment – a review. Journal of Environmental Science and Health, Part A, 2014, 49, (14), 1603–1614, doi:10.1080/10934529.2014.950924.

Yang, X., Gan, W., Zhang, X. [et al.] Effect of pH on the formation of disinfection byproducts in ferrate(VI) pre-oxidation and subsequent chlorination. Separ. Purif. Tech., 2015, 156(3), 980-986, doi:10.1016/j.seppur.2015.09.057.

Sharma, V. K. Ferrates: Synthesis, Properties, and Applications in Water and Wastewater Treatment ACS Symposium Series, 2008, 524 p., doi:10.1021/bk-2008-0985.

Farmand, M., Jiang, D., Wang, B. [et al.] Super-iron nanoparticles with facile cathodic charge transfer. Electrochem. Comm., 2011, 13(9), 909-912, doi:10.1016/j.elecom.2011.03.039.

Macova, Z., Bouzek, K., Hives, J. [et al.] Research progress in the electrochemical synthesis of ferrate(VI) Electrochimica acta, 2009, 54, 2673–2683, doi:10.1016/j.electacta.2008.11.034.

Golovko, D., Belyanovskaya, E., Golovko, I. Usovershenstvovanie tekhnologii polucheniya ferratov schelochnykh metallov [Improvement of technology for the production of alkali metal ferrates], Naukovi pratci ONAKhT [Scientific works of ONAHT], 2012, 41(2), 211-215.

Zhang, C.-Zh. Liu, Z., Wu, F. [et al.] Electrochemical generation of ferrate on SnO2–Sb2O3/Ti electrodes in strong concentration basic condition. Electrochem. Comm., 2004, 6(11), 1104 – 1109, doi:10.1016/j.elecom.2004.08.011.

Lee, J., Truk, D., Fujishima, A. [et al.] Electrochemical generation of ferrate in acidic media at boron doped diamond electrodes. Chemm. Commun. 2002, 5, 486-487, doi:10.1039/B111317H.

Sánchez-Carretero, A., Sáez, C., Cañizares, P., Cotillas S. [et al.] Improvements in the electrochemical production of ferrate with conductive diamond anodes using goethite as raw material and ultrasound. Industrial and engineering chemistry research, 2011, 50, 7073-7076, doi:10.1021/ie101438e.

Čekerevac, M., Nikolić-Bujanović, L., Jokić, A. [et al.] Ferrate(VI) synthesis at boron-doped diamond anode. J. Serb. Chem. Soc., 2013, 78(2), 265-279, doi:10.2298/JSC120309108C.

Yao, P., Chen,X., Wu, H., Wang, D. Active Ti/SnO2 anodes for pollutants oxidation prepared using chemical vapor deposition. Surf. Coat. Tech., 2008, 202(16), 3850-3855, doi:10.1016/j.surfcoat.2008.01.02.

Adams, B., Tian, M., Chen, A. Design and electrochemical study of SnO2-based mixed oxide electrodes. Electrochim. Acta, 2009, 54, 1491-1498, doi: 10.1016/j.electacta.2008.09.034.

Batzill, M., Diebold, U. The surface and materials science of tin oxide // Prog. Surf. Sci., 2005, 79, 47-154, doi:10.1016/j.progsurf.2005.09.002

Girenko D., Vashkevich H., Nikolenko N., Opredeleniye mikrokolichestv khloratov v rastvorakh gipokhlorita natriya meditsinskogo naznacheniya [Determination of chlorate trace amounts in sodium hypochlorite solutions for medical purposes] // Voprosy khimii i khimicheskoy tekhnologii [Questions of chemistry and chemical technology], 2016, 2, 14-18.

Golovko, D., Sharma, V. K., Pavlova, O. [et al.] Determination of submillimolar concentration of ferrate(VI) in alkaline solutions by amperometric titration. Centr. Europ. J. Chem., 2011, 9(5), 808-812, doi: 10.2478/s11532-011-0069-8.

Perfiliev, Yu. D., Benko, E. M., Pankratov, D. A. [et al.] Formation of iron(VI) in ozonalysis of iron(III) in alkaline. Inorg. Chim. Acta, 2007, 360, 2789-2791, doi: 10.1016/j.ica.2006.11.019.

Shilov, V. P., Gogolev, A. V. Oxidation of Fe(III) to Fe(VI) by ozone in alkaline solutions. Russian Journal of General Chemistry, 2010, 80(5), 895-898, doi: 10.1134/S107036321005004X.


Пристатейна бібліографія ГОСТ


  1. Yates, B. Engineering aspects of ferrate in water and wastewater treatment – a review / B. J. Yates, R. Zboril, V. K. Sharma // Journal of Environmental Science and Health, Part A. – 2014. – Vol. 49, № 14. – P. 1603-1614. – – doi: 10.1080/10934529.2014.950924.
  2. Yang, X. Effect of pH on the formation of disinfection byproducts in ferrate(VI) pre-oxidation and subsequent chlorination / X. Yang, W. Gan, X. Zhang [et al.] // Separ. Purif. Tech. – 2015. – vol.156, part 3. – P. 980-986. – doi: 10.1016/j.seppur.2015.09.057.
  3. Sharma, V. K. Ferrates: Synthesis, Properties, and Applications in Water and Wastewater Treatment / V.K. Sharma // ACS Symposium Series, 2008. − 524 p. – doi: 10.1021/bk-2008-0985.
  4. Farmand, M. Super-iron nanoparticles with facile cathodic charge transfer / M. Farmand, D. Jiang, B. Wang [et al.] // Electrochem. Comm. – 2011. – vol.13, №9. – P. 909-912. – doi:10.1016/j.elecom.2011.03.039.
  5. Macova, Z. Research progress in the electrochemical synthesis of ferrate(VI) / Z. Macova, K. Bouzek, J. Hives [et al.] // Electrochimica acta. ­– 2009. – vol. 54. – P. 2673-2683. – doi:10.1016/j.electacta.2008.11.034.
  6. Головко, Д. А. Усовершенствование технологии получения ферратов щелочных металлов / Д. А. Головко, Е. А. Беляновская, И. Д. Головко // Наукові праці ОНАХТ. – 2012. – вип. 41, Т.2. – С.211-215.
  7. Zhang, C.-Zh. Electrochemical generation of ferrate on SnO2–Sb2O3/Ti electrodes in strong concentration basic condition / C.-Zh. Zhang, Z. Liu, F. Wu [et al.] // Electrochem. Comm. – 2004. – Vol. 6, № 11. – Р. 1104- 1109. – doi:10.1016/j.elecom.2004.08.011.
  8. Lee, J. Electrochemical generation of ferrate in acidic media at boron doped diamond electrodes / J. Lee, D. Truk, A. Fujishima [et al.] // Chem. Commun. – 2002. – №5. – P.486-487. – doi:10.1039/B111317H.
  9. Sánchez-Carretero, A. Improvements in the electrochemical production of ferrate with conductive diamond anodes using goethite as raw material and ultrasound / A. Sánchez-Carretero, C. Sáez, P. Cañizares [et al.] // Industrial and engineering chemistry research. – 2011. – vol.50. – P. 7073-7076. – doi:10.1021/ie101438e.
  10. Čekerevac, M. Ferrate(VI) synthesis at boron-doped diamond anode / M. Čekerevac, L. Nikolić-Bujanović, A. Jokić [et al.] // J. Serb. Chem. Soc. – 2013. – vol. 78. №2. – P. 265-279.  – doi:10.2298/JSC120309108C.
  11. Yao, P. Active Ti/SnO2 anodes for pollutants oxidation prepared using chemical vapor deposition / P. Yao, X. Chen, H. Wu, D. Wang // Surf. Coat. Tech. – 2008. – vol. 202. – № 16. – P. 3850-3855. – doi:10.1016/ j.surfcoat.2008.01.02.
  12. Adams, B. Design and electrochemical study of SnO2-based mixed oxide electrodes / B. Adams, M. Tian, A. Chen // Electrochim. Acta. – 2009. – vol. 54. – P. 1491-1498.  – doi:10.1016/j.electacta.2008.09.034.
  13. Batzill, M. The surface and materials science of tin oxide / M. Batzill, U. Diebold // Prog. Surf. Sci. – 2005. – vol. 79. – P. 47-154. – doi:10.1016/j.progsurf.2005.09.002.
  14. Гиренко, Д. В. Определение микроколичеств хлоратов в растворах гипохлорита натрия медицинского назначения / Д. В. Гиренко, Е. Ю. Вашкевич, Н. В. Николенко // Вопр. химии и хим. технологии. – 2016. – № 2. – С.14-18.
  15. Golovko, D. Determination of submillimolar concentration of ferrate(VI) in alkaline solutions by amperometric titration / D. Golovko, V. K. Sharma, O. Pavlova [et al.]. // Centr. Europ. J. Chem. − 2011. − vol. 9, №5. − P.808-812. – doi: 10.2478/s11532-011-0069-8.
  16. Perfiliev, Yu. D. Formation of iron(VI) in ozonalysis of iron(III) in alkaline / Yu. D. Perfiliev, E. M. Benko, D. A. Pankratov [et al.] // Inorg. Chim. Acta. – 2007. – Vol. 360. – P. 2789-2791. – doi:10.1016/j.ica.2006.11.019.
  17. Shilov, V. P. Oxidation of Fe(III) to Fe(VI) by ozone in alkaline solutions / V. P. Shilov, A. V. Gogolev // Russian Journal of General Chemistry. – 2010. – Vol.80, № 5. – P. 725-728. – doi:10.1134/S107036321005004X




DOI: https://doi.org/10.20998/2413-4295.2017.07.24

Посилання

  • Поки немає зовнішніх посилань.