CN102339654A - 一种硝酸体系中Ag+催化电解氧化破坏乙酸的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种硝酸体系中Ag+催化电解氧化破坏乙酸的方法，该方法包括将含有乙酸的硝酸溶液导入阳极区电解池，将与阳极区硝酸浓度接近的硝酸溶液导入阴极区电解池，然后在含有乙酸的硝酸溶液中加入Ag+溶液，接通电源电解。该发明提供了一种可以在近室温、常压条件下，氧化速度快，破坏效率高的硝酸体系中Ag+催化电解氧化破坏乙酸的方法。
Description
技术领域
本发明涉及乏燃料后处理技术领域，特别涉及一种硝酸体系中Ag+催化电解氧化破坏乙酸的方法。
背景技术
近年来，有机无盐试剂包括还原剂和络合剂在乏燃料后处理流程中的应用研究备受关注。美国开发的Urex系列流程中使用乙异羟肟酸(AHA)作为络合剂取得了较好的结果。但AHA在流程中反应的主要辐射产物是乙酸，其与反应剩余的AHA将进入到高放废液(1AW)。1AW废液需要进行蒸发浓缩，以便回收复用其中的硝酸和玻璃固化处理锕系元素和裂变产物等残渣。在蒸发浓缩过程中AHA又将分解为乙酸，而乙酸在加热蒸发过程中难以破坏，乙酸沸点与硝酸接近，将随硝酸一起混入到回收的硝酸中，乙酸将对工艺流程产生影响，从而影响硝酸的循环使用，这就给流程的实际应用带来很大困难。另外，当前后处理流程中采用无盐有机试剂是一大趋势，有机产物在流程中的反应产物也可能含有乙酸，乙酸将对硝酸的回收复用产生不利影响，所以在硝酸循环复用之前需要采取方法将其中的乙酸进行分离或破坏掉。
目前分离乙酸的方法主要有膜分离法、离子交换法、精馏法、吸附法、溶剂萃取法，但以上方法用于高放废液体系存在较多的问题，如分离效果不佳及处理能力不高等问题。
在2008年7月公开的《辐射防护》第28卷第4期中“银媒介电化学氧化(Ag/MEO)处理有机废物的初步研究”一文中公开了一种在超声波搅拌作用下，以静态模式研究电流强度、硝酸浓度、实验温度和超声波强度对银媒介电化学氧化(简称Ag/MEO)处理磷酸三丁酯和正十二烷混合物电流效率的影响以及Ag/MEO技术处理磷酸三丁酯和正十二烷混合物、四辛基-3-氧化二酰烷和煤油等三种有机废物的情况。
在2008年公开的《北京化工大学学报》第35卷第2期“间接电化学氧化体系处理废有机溶剂”的文章中公开了一种采用银媒介间接电化学氧化(Ag/MEO)体系中对(TBP)进行氧化分解的过程，包括Ag2+产生的有关条件以及影响Ag2+氧化有机物的相关因素。
上述两篇文章主要针对的是煤油、TBP等大分子且非水溶性的有机溶剂/废物进行的分离方法研究，而且电化学氧化分离方法在大分子有机溶剂/废物分离处置过程中被广泛采纳。而目前针对小分子且水溶性的乙酸等有机废液的分离，采用Ag+催化电化学氧化处理方法在相关文献中还未见报道。
发明内容
本发明克服了现有技术中的不足，提供了一种可以在近室温、常压条件下，氧化速度快，破坏效率高的硝酸体系中银媒介电解氧化破坏乙酸的方法。
为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
一种硝酸体系中Ag+催化电解氧化破坏乙酸的方法，关键在于，该方法包括将含有乙酸的硝酸溶液导入阳极区电解池，将与阳极区硝酸浓度接近的硝酸溶液导入阴极区电解池，然后在含有乙酸的硝酸溶液中加入Ag+溶液，接通电源电解。所述的Ag+溶液为硝酸银溶液。所述的硝酸银溶液浓度0.05mol/L～0.6mol/L。在整个破坏过程中料液温度为10℃～65℃。在整个破坏过程中电源电压为2v～32v。所述的硝酸浓度为2mol/L～12mol/L。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
该方法采用Ag+溶液在硝酸体系中催化电解氧化破坏乙酸，使其氧化分解成CO2和水。本发明克服了分离乙酸只采用膜分离法、离子交换法、精馏法、吸附法、溶剂萃取法，打破了传统观念中Ag+催化法只能电解氧化煤油、TBP大分子且非水溶性的有机废物/有机溶剂，且该方法中乙酸氧化速度快，氧化产物不影响硝酸的循环使用，有效的解决了乙酸影响硝酸回收复用的问题，而且该方法可使乙酸的破坏率大于99％。
附图说明
图1本发明所使用的电极化学氧化池
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：
如图1所示，电极化学氧化池以钛基镀铂网电极为阳极，钛丝电极为阴极，阴极、阳极之间有隔膜，将含有乙酸的硝酸溶液倒入阳极区电解池，将与阳极区硝酸浓度接近的硝酸溶液倒入阴极区电解池，接通电源，调节电流(电压)到设定值后开始电解。
实施例1
一种硝酸体系中银媒介电解氧化破坏乙酸的方法，其具体步骤如下：将含有乙酸的硝酸溶液倒入阳极区共30ml，组成为：硝酸浓度12mol/L、乙酸浓度0.10mol/L、硝酸银浓度0.05mol/L；阴极区料液共30ml，组成为：硝酸浓度12mol/L。用循环水浴控制电解池内料液温度为65℃，阳极区料液采用磁力搅拌器控制一定的搅拌速度，接通电源，恒电压2.0v进行电解。每隔一定时间取阳极区料液分析剩余乙酸浓度，分析结果如表1所示。由表中数据可知在此操作条件下乙酸的破坏速度较快，90min内乙酸的破坏率即可大于99％。
表1 阳极区溶液中乙酸浓度随时间的变化情况
| 电解时间(min) | 0 | 20 | 40 | 60 | 90 |
| 乙酸浓度(mol/l) | 0.100 | 0.063 | 0.034 | 0.009 | ＜0.001 |
实施例2
一种硝酸体系中银媒介电解氧化破坏乙酸的方法，其具体步骤如下：将含有乙酸的硝酸溶液倒入阳极区共30ml，组成为：硝酸浓度2.0mol/L、乙酸浓度0.10mol/L、硝酸银浓度0.6mol/L；阴极区料液共30ml，组成为：硝酸浓度2.0mol/L。用循环水浴控制电解池内料液温度为10℃，阳极区料液采用磁力搅拌器控制一定的搅拌速度，接通电源，恒电压32v进行电解。每隔一定时间取阳极区料液分析剩余乙酸浓度，分析结果如表2所示。由表中数据可知在此操作条件下乙酸的破坏速度较快，60min内乙酸的破坏率即可大于99％。
表2 阳极区溶液中乙酸浓度随时间的变化情况
| 电解时间(min) | 0 | 20 | 40 | 60 |
| 乙酸浓度(mol/l) | 0.100 | 0.057 | 0.022 | ＜0.001 |
Claims (6)
1.一种硝酸体系中Ag+催化电解氧化破坏乙酸的方法，其特征在于，该方法包括将含有乙酸的硝酸溶液倒入阳极区电解池，将与阳极区硝酸浓度接近的硝酸溶液倒入阴极区电解池，然后在含有乙酸的硝酸溶液中加入Ag+溶液，接通电源电解。
2.根据权利要求1所述的一种硝酸体系中Ag+催化电解氧化破坏乙酸的方法，其特征在于，所述的Ag+溶液为硝酸银溶液。
3.根据权利要求2所述的一种硝酸体系中Ag+催化电解氧化破坏乙酸的方法，其特征在于，所述的硝酸银溶液浓度0.05mol/L～0.6mol/L。
4.根据权利要求1所述的一种硝酸体系中Ag+催化电解氧化破坏乙酸的方法，其特征在于，在整个破坏过程中料液温度为10℃～65℃。
5.根据权利要求1所述的一种硝酸体系中Ag+催化电解氧化破坏乙酸的方法，其特征在于，在整个破坏过程中电源电压为2v～32v。
6.根据权利要求1所述的一种硝酸体系中Ag+催化电解氧化破坏乙酸的方法，其特征在于，所述的硝酸浓度为2mol/L～12mol/L。
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