【摘要】：本文探討了在堿性介質(zhì)中大慶油頁(yè)巖電化學(xué)氧化的反應(yīng)特性,優(yōu)化了電解氧化工藝條件,提高了油頁(yè)巖的利用效率,并通過(guò)電化學(xué)方法電解氧化油頁(yè)巖獲得了有機(jī)腐殖酸,如水溶酸(Water-soluble acid, WSA)和水不溶酸WIA (Water-insoluble acid, WIA).本文以KOH溶液為介質(zhì),采用三電極體系的H型隔膜電解反應(yīng)器,應(yīng)用循環(huán)伏安法、計(jì)時(shí)電位法和計(jì)時(shí)電流法考察了電流(0.1A、.15A、0.2A、0.21A、0.22A)、電壓(0.4V、0.6V、0.8V、1.0V、1.2V)、反應(yīng)時(shí)間(3h、4h、5h、6h、7h)、溫度(30-C、40"C、50℃、60℃、70℃),KOH堿液濃度(0.5%、4%、8%、12%、16%)、油頁(yè)巖濃度(16.67g/L、33.33g/L、 66.67g/L、83.33g/L、100g/L)等氧化條件對(duì)油頁(yè)巖電解氧化過(guò)程和產(chǎn)物分布規(guī)律的影響。結(jié)果表明,堿性條件下大慶油頁(yè)巖電化學(xué)氧化產(chǎn)物中以WIA為主,WSA產(chǎn)率較低,WIA氧化為WSA為速度控制步驟。采用計(jì)時(shí)電位法,獲得較高總腐殖酸產(chǎn)率反應(yīng)條件為：Ni陽(yáng)極,Pt陰極,初始氧化電流0.2A,電解溫度60℃,電解時(shí)間5h, KOH堿液濃度8%,油頁(yè)巖濃度16.67g/L,此時(shí)總腐殖酸產(chǎn)率可達(dá)93.03%(daf oil shale)。在各考察條件的范圍內(nèi),考察因素對(duì)產(chǎn)率影響的變化規(guī)律為：隨電流和堿濃度的增大,總腐殖酸、WIA和WSA產(chǎn)率先增大后減��；隨時(shí)間的延長(zhǎng)和溫度的升高,總腐殖酸和WIA產(chǎn)率先增大后減小,WSA產(chǎn)率逐漸增加；隨油頁(yè)巖濃度的增加,總腐殖酸、WIA和WSA產(chǎn)率都下降；Ni做陽(yáng)極時(shí)WIA和WSA產(chǎn)率大于Pt做陽(yáng)極時(shí)的產(chǎn)率。采用計(jì)時(shí)電流法,考察因素對(duì)氧化電流的影響主要為：增加堿濃度,氧化電流變大,但在堿濃度較高時(shí),電極容易失活；陽(yáng)極電位越大,氧化電流值也越大；隨油頁(yè)巖濃度的增加,初始氧化電流和反應(yīng)結(jié)束時(shí)達(dá)到的穩(wěn)定氧化電流都降低；溫度與有效電流值符合阿倫尼烏斯方程,堿性溶液中油頁(yè)巖電化學(xué)氧化的表觀活化能為Ea=23.097kJ/mol。為獲得較高產(chǎn)率的總腐殖酸,采用計(jì)時(shí)電流法電解的反應(yīng)條件為：初始陽(yáng)極電壓1.2V、電解溫度60℃、電解時(shí)間5h、KOH堿液濃度4%、油頁(yè)巖濃度16.67g/L,此時(shí)總腐殖酸產(chǎn)率可達(dá)96.63%(daf oil shale)。油頁(yè)巖電化學(xué)氧化得到的陰極氣體產(chǎn)物為純度高達(dá)99%的H2；采用紅外光譜儀分析產(chǎn)物水不溶酸、電解后的油頁(yè)巖和脫灰后油頁(yè)巖,發(fā)現(xiàn)水不溶酸是含有芳環(huán)、羰基和羧基結(jié)構(gòu)的有機(jī)大分子化合物；電解后的油頁(yè)巖結(jié)構(gòu)基本沒(méi)有發(fā)生變化；脫灰后的油頁(yè)巖雜環(huán)和支鏈斷裂,大分子結(jié)構(gòu)的交聯(lián)度下降,自身的有機(jī)質(zhì)含量相對(duì)增加。
[Abstract]:In this paper, the electrochemical oxidation characteristics of Daqing oil shale in alkaline medium are discussed, the electrolytic oxidation process conditions are optimized, the utilization efficiency of oil shale is improved, and organic humic acids, such as water soluble acid (Water-soluble acid, WSA) and water insoluble acid WIA (Water-insoluble acid, WIA).), are obtained by electrochemical oxidation of oil shale. In this paper, the current (0.1A, .15A, 0.21A, 0.22A), voltage (0.4 V, 0.6 V, 0.8 V, 1.0 V, 1.2 V), reaction time (3 h, 4 h, 5 h, 6 h, 7 h), temperature (30 C, 40 "C, 50 鈩，

本文編號(hào)：2501424