【摘要】：本文探討了在堿性介質(zhì)中大慶油頁巖電化學(xué)氧化的反應(yīng)特性,優(yōu)化了電解氧化工藝條件,提高了油頁巖的利用效率,并通過電化學(xué)方法電解氧化油頁巖獲得了有機腐殖酸,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、計時電位法和計時電流法考察了電流(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%)、油頁巖濃度(16.67g/L、33.33g/L、 66.67g/L、83.33g/L、100g/L)等氧化條件對油頁巖電解氧化過程和產(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。采用計時電位法,獲得較高總腐殖酸產(chǎn)率反應(yīng)條件為：Ni陽極,Pt陰極,初始氧化電流0.2A,電解溫度60℃,電解時間5h, KOH堿液濃度8%,油頁巖濃度16.67g/L,此時總腐殖酸產(chǎn)率可達93.03%(daf oil shale)。在各考察條件的范圍內(nèi),考察因素對產(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�。浑S時間的延長和溫度的升高,總腐殖酸和WIA產(chǎn)率先增大后減小,WSA產(chǎn)率逐漸增加；隨油頁巖濃度的增加,總腐殖酸、WIA和WSA產(chǎn)率都下降；Ni做陽極時WIA和WSA產(chǎn)率大于Pt做陽極時的產(chǎn)率。采用計時電流法,考察因素對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,電極容易失活；陽極電位越大,氧化電流值也越大；隨油頁巖濃度的增加,初始氧化電流和反應(yīng)結(jié)束時達到的穩(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,采用計時電流法電解的反應(yīng)條件為：初始陽極電壓1.2V、電解溫度60℃、電解時間5h、KOH堿液濃度4%、油頁巖濃度16.67g/L,此時總腐殖酸產(chǎn)率可達96.63%(daf oil shale)。油頁巖電化學(xué)氧化得到的陰極氣體產(chǎn)物為純度高達99%的H2；采用紅外光譜儀分析產(chǎn)物水不溶酸、電解后的油頁巖和脫灰后油頁巖,發(fā)現(xiàn)水不溶酸是含有芳環(huán)、羰基和羧基結(jié)構(gòu)的有機大分子化合物；電解后的油頁巖結(jié)構(gòu)基本沒有發(fā)生變化；脫灰后的油頁巖雜環(huán)和支鏈斷裂,大分子結(jié)構(gòu)的交聯(lián)度下降,自身的有機質(zhì)含量相對增加。
[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：2501424