绿色硝化剂N2O5的电化学合成研究

摘要

本文采用可拆卸板框式电解槽,以多孔PTFE膜为隔膜,阴阳极分别采用98%HNO3溶液和近饱和N2O4/HNO3溶液对电化学氧化N2O4制备N2O5方法进行了研究,考察了隔膜亲水性、孔径、隔膜厚度以及电极材料对电解过程的影响。实验表明,采用弱疏水性多孔PTFE隔膜能降低能耗,提高收率和电流效率。隔膜孔径和厚度是影响隔膜选择性和电阻的主要因素。当孔径小于0.2μm厚度小于200μm时,隔膜具有较好的性能。随着隔膜孔径和厚度的增加,电解能耗明显增加,电流效率和收率降低。电极涂层是影响电极氧化还原电势大小的主要因素。当阳极采用RuO2-IrO2或IrO2涂层Ti电极,阴极采用IrO2或Pt涂层Ti电极时,电解电势较低,电解效果相对较好。在本实验条件下,电解收率和电流效率可达到86.9%和89.2%,能耗仅为0.7 kWh/kg·N2O5。