DE3428582A1 - Method for generating hydroxyl radicals, and application of the method - Google Patents

Method for generating hydroxyl radicals, and application of the method

Info

Publication number
DE3428582A1
DE3428582A1 DE19843428582 DE3428582A DE3428582A1 DE 3428582 A1 DE3428582 A1 DE 3428582A1 DE 19843428582 DE19843428582 DE 19843428582 DE 3428582 A DE3428582 A DE 3428582A DE 3428582 A1 DE3428582 A1 DE 3428582A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
anode
current density
application
concentration
hydroxyl radicals
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19843428582
Other languages
German (de)
Inventor
Michael 8068 Pfaffenhofen Gnann
Clemens 8000 München Grambow
Werner 8043 Unterföhring Tillmetz
Gabriele 8000 München Vent
Dietrich Priv.-Doz. Dr.rer.nat.habil. Dr.rer.nat. 8046 Garching Wabner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
WABNER DIETRICH PRIV DOZ DR RE
Original Assignee
WABNER DIETRICH PRIV DOZ DR RE
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by WABNER DIETRICH PRIV DOZ DR RE filed Critical WABNER DIETRICH PRIV DOZ DR RE
Priority to DE19843428582 priority Critical patent/DE3428582A1/en
Publication of DE3428582A1 publication Critical patent/DE3428582A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/46Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
    • C02F1/461Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis
    • C02F1/46104Devices therefor; Their operating or servicing
    • C02F1/46109Electrodes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/46Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
    • C02F1/461Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis
    • C02F1/467Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis by electrochemical disinfection; by electrooxydation or by electroreduction
    • C02F1/4672Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis by electrochemical disinfection; by electrooxydation or by electroreduction by electrooxydation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B1/00Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B11/00Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for
    • C25B11/04Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for characterised by the material
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B11/00Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for
    • C25B11/04Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for characterised by the material
    • C25B11/051Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier
    • C25B11/054Electrodes comprising electrocatalysts supported on a carrier
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/46Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
    • C02F1/461Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis
    • C02F1/46104Devices therefor; Their operating or servicing
    • C02F1/46109Electrodes
    • C02F2001/46133Electrodes characterised by the material
    • C02F2001/46138Electrodes comprising a substrate and a coating
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00Nature of the contaminant
    • C02F2101/30Organic compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00Nature of the contaminant
    • C02F2101/30Organic compounds
    • C02F2101/36Organic compounds containing halogen
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2303/00Specific treatment goals
    • C02F2303/04Disinfection
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2305/00Use of specific compounds during water treatment
    • C02F2305/02Specific form of oxidant
    • C02F2305/023Reactive oxygen species, singlet oxygen, OH radical

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)

Abstract

A method is described for generating hydroxyl radicals by carrying out a direct-current electrolysis in aqueous electrolytes, using an anode which has a high deposition potential for oxygen and whose active coating does not promote the immediate further reaction of hydroxyl radicals. The method can be used advantageously for sterilising drinking water and bathing water and for carrying out oxidations.

Description

Verfahren zur Erzeugung von Hydroxylradikalen undProcess for generating hydroxyl radicals and

Anwendung des Verfahrens Die Erfindung betrifft Verfahren zur Erzeugung von Hydroxylradikalen und die Anwendung solcher Verfahren.Use of the method The invention relates to methods of production of hydroxyl radicals and the application of such procedures.

In einigen Gebieten der technischen Chemie ist der Einsatz von Oxidationsmitteln in grossem Masse üblich. In der organischen Chemie werden damit z.B.In some areas of technical chemistry is the use of oxidizing agents common to a large extent. In organic chemistry, e.g.

Sauerstoffverbindungen, wie Säuren etc., produziert, Wasserstoffatome abgespalten, Doppelbindungen aufgebrochen etc. und in der anorganischen Chemie werden damit unter anderem Metalle in eine höhere Wertigkeitsstufe übergeführt. In der Umwelttechnologie nimmt der Abbau von störenden oder giftigen Substanzen mit Oxidationsmitteln extrem grossen Raum ein.Oxygen compounds, such as acids etc., produce hydrogen atoms split off, double bonds broken etc. and in inorganic chemistry thus, among other things, metals are transferred to a higher valency level. In the Environmental technology takes the breakdown of disruptive or toxic substances with oxidizing agents an extremely large room.

Beispiele sind: Abluftwäsche mit Ozon, Cyanidentgiftung mit Peroxiden, Hypochlorid und Ozon, Wasserdesinfektion mit Chlor, Chlordioxid und Ozon, Abbau von Inhaltsstoffen des Abwassers, wie Phenole, Huminstoffe, Lignine etc., durch Chlor und Ozon.Examples are: exhaust air scrubbing with ozone, cyanide detoxification with peroxides, Hypochlorite and ozone, water disinfection with chlorine, chlorine dioxide and ozone, degradation of the constituents of the wastewater, such as phenols, humic substances, lignins, etc. Chlorine and ozone.

Bekanntlich wird bei der Suche nach Oxidationsmitteln eine möglichst hohe Oxidationswirkung angestrebt. Die Stärke der Oxidationswirkung wird im allgemeinen abgelesen an der Höhe des Oxidationspotentials E in Volt. Einige Beispiele mögen dies 0 verdeutlichen: (1) ClO2 = ClO2 + e +0,95 V (2) 2C1 = C12 + 2e +1,40 (3) Cl2+4H20 = 2HOC1 + 2e +2H30 +1,63 (4) H20 = H2O2 + 2e:+2H#0+ +1,77 (5) O2+H20 = °3 + 2e +2H +2,07 (6) 2F = F2 + 2e +2,85 (7) H20 = OH + e- +H+ +2,85 Aus der Tabelle ist ersichtlich, dass das Hydroxylradikal neben Fluor mit +2,85 V das höchste Oxidationspotential besitzt und damit eine gegenüber Chlor um 104 % (Gleichung 2), gegenüber Ozon eine um 38 % höhere Oxidationskraft zeigt (Gleichung 5).As is well known, when looking for oxidizing agents, one is possible aimed at high oxidation effect. The strength of the oxidizing effect is generally read from the level of the oxidation potential E in volts. Some examples like make this clear: (1) ClO2 = ClO2 + e +0.95 V (2) 2C1 = C12 + 2e +1.40 (3) Cl2 + 4H20 = 2HOC1 + 2e + 2H30 +1.63 (4) H20 = H2O2 + 2e: + 2H # 0 + +1.77 (5) O2 + H20 = ° 3 + 2e + 2H +2.07 (6) 2F = F2 + 2e +2.85 (7) H20 = OH + e- + H + +2.85 The table shows that the hydroxyl radical next to fluorine with +2.85 V has the highest oxidation potential and thus one compared to chlorine around 104% (equation 2), compared to ozone one shows 38% higher oxidizing power (equation 5).

Die Herstellung von Hydroxylradikalen ist grundsätzlich bekannt. So wird beim Einsatz von Fenton's-Reagenz, d.h. einem zur Oxidation zu Hydroxyverbindungen benutzten Gemisch von Wasserstoffperoxid und Eisen((II)salzen angenommen, dass die Reaktion über solche Radikale führt. Daher wird die Reaktion auch zur Durchführung von Hydroxylierungen angewandt, die ähnlich den enzymatischen verlaufen.The production of hydroxyl radicals is known in principle. So is used when using Fenton's reagent, i.e. one for oxidation to hydroxy compounds used mixture of hydrogen peroxide and iron ((II) salts believed to be the Reaction leads to such radicals. Hence, the reaction also becomes to carry out applied by hydroxylations, which proceed similar to the enzymatic ones.

Darüber hinaus ist das Auftreten von Hydroxylradikal auch beim Zerfall von Ozon bekannt.In addition, the appearance of hydroxyl radical is also in the case of decay known from ozone.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einfaches Verfahren zur gezielten Schaffung von Hydroxylradikalen zur Verfügung zu stellen. Insbesondere soll ein Verfahren gezeigt werden, das nicht von der Existenz spezieller Ausgangschemikalien abhängig ist, die bei Verwendung der Hydroxylradikale in nicht erwünschter Weise in das Behandlungssystem mit eingebracht werden müssen. Nach einem weiteren Aspekt der erfindungsgemässen Aufgabe sollen einfache Verfahren zur Durchführung von Oxidationen, Hydroxylierungen und zur oxidativen Desinfektion zur Verfügung gestellt werden.The invention is based on the object of a simple method for the targeted creation of hydroxyl radicals. In particular a process is to be shown that does not depend on the existence of special starting chemicals is dependent on the use of the hydroxyl radicals in an undesirable manner must be brought into the treatment system. According to another aspect the object of the invention should be simple processes for carrying out oxidations, Hydroxylation and oxidative disinfection are available.

Diese Aufgabe wird durch Schaffung von Verfahren der eingangs genannten Art gelöst, die dadurch gekennzeichnet sind, dass im wässrigen Elektrolyten eine Gleichstromelektrolyse mit einer Anode durchgeführt wird, die eine hohe Abscheidungsspannung für Sauerstoff besitzt und deren aktive Beschichtung die sofortige Weiterreaktion von Hydroxylradikal nicht begünstigt.This task is accomplished by creating processes of the type mentioned at the beginning Type solved, which are characterized in that in the aqueous electrolyte a Direct current electrolysis is carried out with an anode that has a high deposition voltage for oxygen and whose active coating has the immediate further reaction not favored by hydroxyl radical.

Im Rahmen des erfindungsgemässen Verfahrens sind insbesondere Anoden mit einer Sauerstoffabscheidungsspannung im Bereich von mehr +1,5 V gegenüber Normalwasserstoffelektrode (NWE) mit Erfolg verwendbar, gemessen bei pH 6 oder darunter in 1 m Na2 SO4-Lösung bei 200C bei einer Stromdichte von 10 mA cm . Insbesondere ist es bevorzugt, dass Anoden mit einer Sauerstoffabscheidungsspannung von mehr als +1,9 V gegenüber NWE,gemessen unter den vorstehenden Bedingungen, eingesetzt werden.In the context of the method according to the invention, anodes are in particular with an oxygen deposition voltage in the range of more than +1.5 V compared Normal hydrogen electrode (NWE) can be used successfully, measured at pH 6 or below in 1 m Na2 SO4 solution at 200C at a current density of 10 mA cm. In particular, it is preferred that Anodes with an oxygen separation voltage of more than +1.9 V compared to NWE, measured under the above conditions.

Beim Einsatz der erfindungsgemäss vorgeschlagenen Anoden handelt es sich normalerweise um solche, deren aktive Beschichtung Metalloxide enthält. Durch die gegebenenfalls alleinige Anwesenheit von Metalloxiden als Aktivkomponente soll die Sauerstoffabscheidungsspannung in dem gewünschten hohen Abscheidungsbereich für Sauerstoff gehalten werden, bei dem Hydroxylradikale gebildet werden können. Hierzu sind insbesondere Metalloxide geeignet, die zumindest teilweise in Rutilstruktur vorliegen.When using the anodes proposed according to the invention, it is usually those whose active coating contains metal oxides. By the possibly sole presence of metal oxides as active component should the oxygen deposition voltage in the desired high deposition area be mistaken for oxygen at which hydroxyl radicals can be formed. Metal oxides, which are at least partially in rutile structure, are particularly suitable for this purpose are present.

Als geeignete Metalloxide kommen insbesondere ß-PbO2, aber auch alpha-PbO2, MnO2, das olek-+ trochemisch z.B. aus Mn2-Lösungen abgeschieden ist, sowie andere Metalloxide in Frage, die die gewünschte hohe Abscheidungsspannung für Sauerstoff ergeben. In diesem Zusammenhang wird besonders auch auf antimonoxidhaltige bzw. zinnoxidhaltige Systeme bzw. Aktivbeschichtungen, die beide Komponenten im gesteuerten Gewichtsverhältnis zum Erhalt einer hohen Sauerstoffüberspannung enthalten, hingewiesen.Suitable metal oxides are in particular ß-PbO2, but also alpha-PbO2, MnO2, which is molecularly + trochemically deposited e.g. from Mn2 solutions, as well as others Metal oxides in question that have the desired high deposition voltage for oxygen result. In this context, particular attention is paid to antimony oxide-containing resp. tin oxide-containing systems or active coatings, both components in the controlled Weight ratio included in order to obtain a high oxygen overvoltage.

Ausserdem wurde gefunden, dass es zur Verhinderung der unmittelbaren Weiterreduktion der gebildeten OH-Radikale günstig ist, wenn die Elektrode keine zu grosse aktive Oberflächenentwicklung besitzt.It has also been found to help prevent immediate Further reduction of the OH radicals formed is beneficial if the electrode does not have any has too much active surface development.

Die Elektrode kann aus den genannten Metalloxiden in massiver Form gebildet sein. Es ist jedoch bevorzugt, die Elektrode aus einem Kern mit einer Aktivbeschichtung auszubilden, die zumindest teilweise die Fläche des Kerns bedeckt. Als Kernmaterialien kommen Metalle, die unter den angewandten Behandlungsbedingungen stabil sind und insbesondere Ventilmetalle, wie Titan, Niob, Tantal und Zirkonium bzw. deren Legierungen in Frage. Unter den genannten Kernmaterialien sind insbesondere Titan und dessen Legierungen bevorzugt. In alternativer Weise kann der Kern jedoch auch aus leitfähigen Kohlenstoffmaterialien und dabei bevorzugt aus Grafit ausgebildet sein.The electrode can be made of the metal oxides mentioned in solid form be educated. However, it is preferred that the electrode consists of a core with an active coating form which at least partially covers the surface of the core. As core materials come metals that are stable under the applied treatment conditions and in particular valve metals such as titanium, niobium, tantalum and zirconium or their alloys in question. Among the core materials mentioned are in particular titanium and its Alloys preferred. Alternatively, however, the core can also consist of conductive Carbon materials and preferably made of graphite.

Eine im erfindungsgemässen Verfahren bevorzugt einsetzbare Elektrode ist in der DE-OS 24 44 691 beschrieben.An electrode which can preferably be used in the method according to the invention is described in DE-OS 24 44 691.

Im Rahmen der Erfindung sind Anoden mit einer ß-PbO2-Besch.ichtung besonders bevorzugt, wobei das ß-PbO2 eine mittlere Kristallgrösse von mindestens 0,5/um, besonders günstig aber im Bereich von 5 bis 30/um, besitzt.Anodes with a β-PbO2 coating are within the scope of the invention particularly preferred, the ß-PbO2 having an average crystal size of at least 0.5 / µm, but particularly favorable in the range from 5 to 30 / µm.

Das Verfahren kann in Vorrichtungen herkömmlichen Typus jedoch unter Einsatz der vorgeschlagenen Anode durchgeführt werden, bei der zweckmässig der Anoden- und Kathodenraum durch Separatoren oder geeignete Strömungsführung oder andere Massnahmen in geeigneter Weise voneinander getrennt sind.However, the method can be used in devices of conventional type Use of the proposed anode can be carried out, in which the anode and cathode compartment by separators or suitable flow guidance or other measures are appropriately separated from each other.

Das erfindungsgemässe Verfahren kann derart durchgeführt werden, dass in einem Stromdichtebereich gearbeitet wird, in dem ein Stromfluss unter Oxidation bzw. Hydroxylierung des zu behandelnden Substrates eintritt, bei dem aber gleichzeitig ein merkliches Auftreten einer anodischen Gasentwicklung vermieden ist.The method according to the invention can be carried out in such a way that work is carried out in a current density range in which a current flow under oxidation or hydroxylation of the substrate to be treated occurs, but at the same time a noticeable occurrence of anodic gas evolution is avoided.

Das erfindungsgemässe Verfahren kann mit Vorteil derart durchgeführt werden, dass in einem Stromdichtebereich gearbeitet wird, der oberhalb des Bereiches der direkten anodischen Oxidation des zu behandelnden Substrates liegt. Die für den Übergang von direkter zu indirekter Oxidation charakteristische Stromdichte konnte mit -2 -l i (mA cm ) = C (mmol 1 ) x 0,3 bestimmt werden, wobei C die Konzentration an Substrat ist, welches mit Hydroxylradikalen regieren kann.The method according to the invention can advantageously be carried out in this way that work is carried out in a current density range that is above the range the direct anodic oxidation of the substrate to be treated. The for the current density characteristic of the transition from direct to indirect oxidation could be determined with -2 -l i (mA cm) = C (mmol 1) x 0.3, where C is the concentration is on substrate, which can react with hydroxyl radicals.

Unterhalb der charakteristischen Stromdichte kommt es zur anodischen Direktoxidation des Substrates, damit zur Bildung organischer Radikale und in der Folge häufig zur Bildung von Polymerisatschichten auf der Anodenoberfläche. Die Strom- und Energieausbeute, bezogen auf den Abbau organischer Wasserinhaltsstoffe, sinkt in diesem Bereich stark ab.Below the characteristic current density, anodic current occurs Direct oxidation of the substrate, thus leading to the formation of organic radicals and in the This often results in the formation of polymer layers on the anode surface. the Electricity and energy yield, based on the breakdown of organic substances in water, drops sharply in this area.

Im Bereich oberhalb der charakteristischen Stromdichte werden die erzeugten Hydroxylradikale nahezu quantitativ zur Oxidation organischer Substanz ausgenützt, wodurch es zu hohen Abbau-Stromausbeuten und geringer Gasentwicklung kommt.In the area above the characteristic current density, the generated hydroxyl radicals almost quantitatively for the oxidation of organic matter exploited, which leads to high electricity yields and low gas development comes.

Im Bereich deutlich oberhalb der charakteristischen Stromdichte werden Hydroxylradikale in hohem Überschuss erzeugt, was ein starkes Ansteigen der (konkurrierenden) Sauerstoffbildung und dementsprechend niedrige Abbau-Stromausbeuten zur Folge hat. Durch den hohen Überschuss an OH werden andererseits gute Raum-Zeit-Ausbeuten möglich. Darüber hinaus überwiegt nunmehr die Primärreaktion (Hydroxylierung durch elektrophile Addition (bei aliphatischen Doppelbindungen) bzw. durch elektrophile Substitution (bei Aromaten)), wodurch z.B. bei chlorierten Aromaten eine schnelle quantitative Abspaltung der Chlorsubstituenten ermöglicht und so Haloforme als Elektrolyseprodukte ausgeschlossen werden.Be in the range well above the characteristic current density Hydroxyl radicals are generated in large excess, which leads to a strong increase in the (competing) Oxygen formation and correspondingly low degradation current yields result. On the other hand, the high excess of OH enables good space-time yields. In addition, the primary reaction now predominates (hydroxylation by electrophilic Addition (with aliphatic double bonds) or by electrophilic substitution (for aromatics)), which means, for example, for chlorinated aromatics a rapid quantitative Cleavage of the chlorine substituents is made possible and thus haloforms as electrolysis products be excluded.

Beim erfindungsgemässen Verfahren wird zweckmässig derart gearbeitet, dass es möglichst nicht zum Entstehen von erheblicher 02-Bildung kommt. Vielmehr bleibt die Stromdichte derart niedrig, dass OH-Radikale entstehen können. Das erfindungsgemässe Verfahren kann mit besonderem Vorteil bei Anodenstromdich--2 ten im Bereich von 0,5 bis etwa 50 mA cm 2 durchgeführt werden. Im Bereich der höheren Stromdichten, je nach angewandtem System beispielsweise ab 20 mA cm~2, kann es jedoch zu einer merklichen bzw. erheblichen 02-Entwicklung kommen, so dass eine derartige Verfahrensführung weniger kostengünstig ist.In the process according to the invention, it is expedient to work in such a way that that as far as possible there is no significant O2 formation. Much more the current density remains so low that OH radicals can arise. The inventive Method can be used with particular advantage in the case of anode current densities in the range of 0.5 to about 50 mA cm 2 can be carried out. In the area of higher current densities, However, depending on the system used, for example from 20 mA cm ~ 2, it can lead to a noticeable or significant O2 development come, so that such a process management is less cost effective.

Daher sind im Rahmen des erfindungsgemässen Verfahrens vor allem Stromdichten im Bereich von 0,5 bis -2 -2 15 mA cm und insbesondere 0,5 bis 10 mA cm bevorzugt. Therefore, in the context of the method according to the invention, above all Current densities in the range from 0.5 to -2 -2 15 mA cm and in particular 0.5 to 10 mA cm preferred.

Im erfindungsgemässen Verfahren ist es günstig, wenn ein Elektrolyt mit an Bleidioxid stark adsorbierenden inerten Anionen in einer Konzentration von mehr als 50 mg 1 1 eingesetzt wird. Solche inerten Anionen sind insbesondere Phosphat, Fluorid oder Sulfat, wobei diese Anionen in einer Konzentration von >100 mg 1-1 zweckmässig zugesetzt werden. In the process according to the invention it is advantageous if an electrolyte with inert anions strongly adsorbing on lead dioxide in a concentration of more than 50 mg 1 liter is used. Such inert anions are in particular phosphate, Fluoride or sulfate, these anions in a concentration of> 100 mg 1-1 are expediently added.

Eine besonders günstige Kombination solcher Anionen stellen Phosphate in einer Konzentration bis zu 2 g 1-1 in Kombination mit 100 bis 2.000 mg 1-1 Fluorid dar. Phosphates represent a particularly favorable combination of such anions in a concentration of up to 2 g 1-1 in combination with 100 to 2,000 mg 1-1 fluoride represent.

Das erfindungsgemässe Verfahren kann bei einer Vielzahl technischer Oxidationsprozesse zur Anwendung kommen. Es eignet sich auch zur Durchführung von Hydroxylierungen. Es hat sich dabei gezeigt, dass bei Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens die Stromdichten bei Durchführung von Oxidationsprozessen bei erheblich niedrigeren Werten liegen können, als dies bei herkömmlicher elektrochemischer Verfahrensweise der Fall ist. Soweit die erfindungsgemässen Verfahren jedoch aus Zweckmässigkeitserwägungen bei Stromdichten durchgeführt werden, bei denen elektrochemische Oxidationsprozesse unter Einsatz anderer Elektrodenmaterialien ablaufen, können erfindungsgemäss die erforderlichen Reaktionszeiten einer aufgebrachten Aktivbeschichtung aus ß-PbO2 beschrieben, die nach der Verfahrensmethodik der DE-OS 24 44 691 hergestellt woren ist. Wie sich aus Vorstehendem ergibt, sind jedoch auch andere Elektroden in gleicher Weise zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens geeignet, soweit sie den eingangs definierten Bedingungen genügen, weshalb die vorliegende Erfindung in keiner Weise auf den Gebrauch der nachstehend bevorzugt beschriebenen Elektrode eingeschränkt ist. The inventive method can be used in a variety of technical Oxidation processes are used. It is also suitable for performing Hydroxylations. It has been shown that when using the inventive Method, the current densities when performing oxidation processes at considerably can be lower values than with conventional electrochemical procedures the case is. So much for the method according to the invention for reasons of expediency be carried out at current densities at which electrochemical oxidation processes run using other electrode materials, according to the invention, the required response times an applied active coating described from ß-PbO2, which are produced according to the methodology of DE-OS 24 44 691 what is. However, as can be seen from the above, there are also other electrodes equally suitable for carrying out the method according to the invention, insofar as they meet the conditions defined at the outset, which is why the present invention in no way on the use of the electrode described below as preferred is restricted.

Ob sich eine bestimmte Elektrode zur Herstellung von Hydroxylradikalen im erfindungsgemässen Verfahren eignet, lässt sich leicht über herkömmliche OH-Radikal-Nachweis- bzw. -Fängerreaktionen feststellen.Whether a specific electrode is used to produce hydroxyl radicals suitable in the method according to the invention, can easily be carried out using conventional OH radical detection or detect catcher reactions.

Der Nachweis der Bildung von OH , z.B. an speziellen Bleidioxid-Elektroden, ist möglich, indem eine Elektrolyse in wässriger Lösung.von p-Nitrosodimethylanilin (RNO) durchgeführt wird. RNO ist ein in der Biochemie gängiges Nachweismittel für Hydroxylradikale. Die Oxidation von RNO durch OH lässt sich verfolgen, indem man die Abnahme der Absorption des RNO bei 440 nm im UV-Spektrometer beobachtet. Kontrollversuche sind möglich durch den Zusatz von Ethanol, einem "Fänger" für das Hydroxylradikal. Eine von OH verursachte Reaktion wird bei Ethanolzusatz sofort gestoppt.Evidence of the formation of OH, e.g. on special lead dioxide electrodes, is possible by electrolysis in aqueous solution of p-nitrosodimethylaniline (RNO) is carried out. RNO is a common means of detection in biochemistry for Hydroxyl radicals. The oxidation of RNO by OH can be followed by the decrease in the absorption of the RNO at 440 nm was observed in the UV spectrometer. Control attempts are possible through the addition of ethanol, a "catcher" for the hydroxyl radical. A reaction caused by OH is stopped immediately when ethanol is added.

Bei Elektrolyse von RNO-Lösungen mit speziellen Bleidioxidanoden bei 5 mA.cm 2 ist eine kontinuierliche Abnahme der RNO-Absorption beobachtbar, welche durch Ethanolzusatz zu jedem Zeitpunkt sofort gestoppt werden kann.With the electrolysis of RNO solutions with special lead dioxide anodes 5 mA.cm 2 a continuous decrease in RNO absorption can be observed, Which can be stopped immediately at any time by adding ethanol.

Elektrolysen unter denselben Bedingungen unter Verwendung von Elektrodenmaterialien mit relativ geringen Sauerstoffabscheidungsspannungen, die erheblich unter +1,5 V (wie Platin, Grafit, Stahl, etc.) liegen, ergeben dagegen wesentlich geringere RNO-Abbaugeschwindigkeiten, welche sich durch Ethanolzusatz in keiner Weise beeinflussen lassen. Daher findet bei letzteren Elektroden offensichtlich keine Hydroxylradikalbildung statt.Electrolyses under the same conditions using electrode materials with relatively low oxygen separation tensions, which are considerably below +1.5 V (such as platinum, graphite, steel, etc.), on the other hand, result in significantly lower values RNO degradation rates which are not influenced in any way by the addition of ethanol permit. Therefore, there is apparently no formation of hydroxyl radicals in the latter electrodes instead of.

Der Nachweis für Hydroxylradikal als Ursache für die oxidierende Wirkung, z.B. bei speziellen Bleidixoxid- oder MnO2-Anoden, ist auch möglich, indem z.B. die Abbaureaktion von Phenol untersucht wird: Bei der Elektrolyse von wässrigen Lösungen (0,4 g.l Na2SO4) mit bzw. ohne Zusatz von -l 100 mg.l 1 Phenol zeigen derartige Elektroden unabhängig vom Phenolgehalt das gleiche elektrochemische Verhalten (Stromdichtepotential-Charakteristik, Impedanzspektren, etc.). Dies schliesst eine Direktoxidation des Phenols an der Bleidioxid- bzw.Evidence for hydroxyl radicals as the cause of the oxidizing effect, e.g. with special lead oxide or MnO2 anodes, is also possible by e.g. the degradation reaction of phenol is examined: During the electrolysis of aqueous Solutions (0.4 g.l Na2SO4) with or without the addition of -l 100 mg.l 1 phenol show this Electrodes have the same electrochemical behavior regardless of the phenol content (current density potential characteristic, Impedance spectra, etc.). This includes a direct oxidation of the phenol on the Lead dioxide resp.

Mn02-Anod# aus. Bei Platin, Grafit, Stahl und anderen Anoden ergeben sich dagegen starke Abhängigkeiten vom Phenolgehalt. Hier liegt Direktoxidation vor.Mn02-Anod # off. In the case of platinum, graphite, steel and other anodes on the other hand, there are strong dependencies on the phenol content. This is where direct oxidation lies before.

Als Oxidationsmittel kommen so lediglich die Produkte der Wasserelektrolyse (der anodischen Seite) in Frage: Peroxid, Sauerstoff, Ozon und Hydroxylradikal.The only oxidizing agents used are the products of water electrolysis (the anodic side) in question: peroxide, oxygen, ozone and hydroxyl radical.

Eine Entwicklung von Peroxid an Bleidioxid-Anoden ist bei Raumtemperatur nicht feststellbar. Sauerstoff wirkt auf Phenol bei Raumtemperatur nicht oxidierend. Ozon lässt sich (im phenolfreien Elektrolyten) unter diesen Bedingungen nachweisen. Die ermittelten Werte zeigen aber, dass die nachweisbaren Mengen Ozon für die Oxidation des Phenols wesentlich zu niedrig sind. Damit ist erwiesen, dass der Phenolabbau an ß-Bleidioxid- bzw. MnO2-Anoden über das Hydroxylradikal abläuft.Peroxide evolution on lead dioxide anodes is at room temperature not detectable. Oxygen does not have an oxidizing effect on phenol at room temperature. Ozone can be detected (in the phenol-free electrolyte) under these conditions. The determined values show, however, that the detectable amounts of ozone are responsible for the oxidation of phenol are far too low. This proves that the breakdown of phenol runs on ß-lead dioxide or MnO2 anodes via the hydroxyl radical.

Die Wirkung des Verfahrens beruht nach dem derzeitigen Verständnis der Erfindung darauf, dass an den eingesetzten Anoden, die den vorstehenden Bedingungen genügen, kontinuierlich ein hoher Überschuss an OH hergestellt werden kann. Wegen seiner hohen Oxidationskraft und Reaktivität ist dieses relativ kurzlebig und reagiert schnell ab: entweder oxidativ mit reduzierenden Wasserinhaltsstoffen aller Art, oder untereinander bzw. an der Elektrodenoberfläche unter Sauerstoff- und Ozonbildung.The effect of the procedure is based on the current understanding the invention ensures that the anodes used meet the above conditions suffice, a high excess of OH can be produced continuously. Because Due to its high oxidizing power and reactivity, it is relatively short-lived and reacts quickly: either oxidatively with reducing water constituents of all kinds, or among each other or on the electrode surface with formation of oxygen and ozone.

Die Oxidationswirkung wird entweder mit der bekannten KJ-Methode titrimetrisch bestimmt oder an der Menge oxidierter Substanz (z.B. Phenol) abgelesen.The oxidation effect is either titrimetric with the known KJ method determined or read from the amount of oxidized substance (e.g. phenol).

Das erfindungsgemässe Verfahren kann, wie vorerwähnt, in einer Vielzahl von Prozessen Anwendung finden. Diese reichen von der Entkeimung von Trinkwasser und Badewassern, der Durchführung von technischen Oxidationsreaktionen bis zu speziellen Hydroxylierungsreaktionen. Illustrative und bevorzugte Anwendungsmöglichkeiten ergeben sich aus den nachfolgenden Beispielen, die jedoch nicht als einschränkend anzusehen sind.As mentioned above, the method according to the invention can be implemented in a large number of processes application Find. These range from sterilization of drinking water and bathing water, the implementation of technical oxidation reactions up to special hydroxylation reactions. Illustrative and preferred uses result from the following examples, which, however, are not intended to be limiting are to be seen.

Einer der besonderen Vorteile des erfindungsgemässen Verfahrens liegt auch darin, dass bei der Anwendung von Hydroxylradikalen neben der hohen Oxidationskraft des Hydroxylradikals dieses recht kurzlebig ist. Dieses erlaubt es, das Oxidationsmittel gegebenenfalls in unkontrollierter Menge einzusetzen, ohne anschliessend, wie dies z.B. beim Einsatz von Chlor, Ozon etc., der Fall ist, in einem aufwendigen Verfahrensschritt, z.B. zur Vermeidung gesundheitlicher Schäden beim Endverbraucher, einen etwaigen Überschuss vernichten zu müssen. Darüber hinaus ergeben sich hohe Stromausbeuten und es lassen sich herkömmliche Oxidationsreaktionen bei vergleichsweise geringen Stromdichten durchführen, wie auch aus den nachstehenden Beispielen erkenntlich ist. In diesen sind die Kathodenmaterialien nicht jeweils speziell angegeben. Hierbei kann es sich jedoch um herkömmliche Kathoden, z.B. Bleche aus Ventilmetall, Streckmetallgitter etc., handeln. Die in den Beispielen angegebenen Bleidioxid-Titan-Anoden wurden auf die in der DE-OS 24 44 691 beschriebene Weise hergestellt. Anstelle der Bleidioxid-Titan-Anoden können jedoch auch Anoden aus elektrochemisch abgeschiedenem MnO2, aus alpha-PbO2 etc., mit Erfolg eingesetzt werden.One of the particular advantages of the method according to the invention lies also in the fact that when using hydroxyl radicals in addition to the high oxidizing power of the hydroxyl radical this is quite short-lived. This allows the oxidizing agent possibly to be used in uncontrolled quantities, without subsequently like this E.g. when using chlorine, ozone etc., this is the case in a complex process step, e.g. to avoid damage to the health of the end user, a possible Having to destroy excess. In addition, there are high current yields and conventional oxidation reactions can be carried out at comparatively low levels Carry out current densities, as can also be seen from the examples below is. In these, the cathode materials are not specifically indicated in each case. Here however, it can be conventional cathodes, e.g. sheets made of valve metal, expanded metal grids etc., act. The lead dioxide-titanium anodes given in the examples were produced in the manner described in DE-OS 24 44 691. Instead of the lead dioxide titanium anodes However, anodes made from electrochemically deposited MnO2, from alpha-PbO2, can also be used etc., can be used with success.

Beispiel 1 Eine Zelle mit 500 cm Bleidioxid-Titan-Anoden und durch Nafion S abgeteiltem Kathodenraum wird mit 1 1 IN H2SO4 gefüllt. Es wird bei Raumtemperatur 15 Minuten bei 2,5 A (= 5 mA.cm#2) elektrolysiert.Example 1 A cell with 500 cm lead dioxide-titanium anodes and through The cathode compartment in the Nafion S is filled with 1 1 IN H2SO4. It will be at room temperature Electrolyzed for 15 minutes at 2.5 A (= 5 mA.cm # 2).

Danach werden mit KJ/Na2S2O3 (für OH +J --- OH- +1/2J2)insgesamt 6,2 mg.1-1 OH-Radikal bzw. Folgeprodukt nachgewiesen.Then with KJ / Na2S2O3 (for OH + J --- OH- + 1 / 2J2) a total of 6.2 mg. 1-1 OH radical or secondary product detected.

Beispiel 2 Eine Zelle gemäss Beispiel 1 wird mit 0,5M H3PO4 gefüllt. Es wird bei Raumtemperatur 30 Minuten bei +2,5 A (= 5 mA.cm-2 ) elektrolysiert. Danach werden wie in Beispiel 1 insgesamt 15,2 mg.l 1 OH-Radikal nachgewiesen.Example 2 A cell according to Example 1 is filled with 0.5M H3PO4. It is electrolyzed at room temperature for 30 minutes at +2.5 A (= 5 mA.cm-2). Then, as in Example 1, a total of 15.2 mg.l 1 OH radical is detected.

Beispiel 3 Eine Zelle gemäss Beispiel 1 wird mit 0,005M Phosphatpuffer (pH 3,0) gefüllt. Es wird bei Raumtemperatur 15 Minuten lang bei +2,5 A (= 5 mA.cm elektrolysiert. Danach werden wie in Beispiel 1 insgesamt 5,2 mg.l -1 OH-Radikal nachgewiesen.Example 3 A cell according to Example 1 is filled with 0.005M phosphate buffer (pH 3.0) filled. It is at room temperature for 15 minutes at +2.5 A (= 5 mA.cm electrolyzed. Thereafter, as in Example 1, a total of 5.2 mg.l -1 OH radical proven.

Beispiel 4 Eine Zelle gemäss Beispiel 1 wird mit 0,005M Na2SO4 gefüllt. Es wird bei Raumtemperatur 30 mA.cm#2 Minuten lang bei +2,5 A (= 5 mA.cm ) elektrolysiert. Danch werden wie in Beispiel 1 insgesamt 6,9 mg.l 1 OH-Radikal nachgewiesen.Example 4 A cell according to Example 1 is filled with 0.005M Na2SO4. It is electrolyzed at room temperature 30 mA.cm # for 2 minutes at +2.5 A (= 5 mA.cm). Then, as in Example 1, a total of 6.9 mg.l 1 OH radical is detected.

Beispiel 5 Eine Zelle gemäss Beispiel 1, jedoch ohne abgetrennten Kathodenraum, wird mit 1 1 0,005M Na2SO4 gefüllt und 100 mg Phenol zugesetzt. Es wird bei Raumtemperatur mit 250 mA (= 0,5 mA.cm#2) elektrolysiert. Das Phenol wird ungefähr linear mit einer Halbwertszeit von 50 Minuten abgebaut. Spezifischer Energieverbrauch: 0,014 Wh.mg Phenol.Example 5 A cell according to Example 1, but without a separated one Cathode compartment is filled with 1 1 0.005M Na2SO4 and 100 mg phenol is added. It is electrolyzed at room temperature with 250 mA (= 0.5 mA.cm # 2). The phenol will degraded approximately linearly with a half-life of 50 minutes. Specific energy consumption: 0.014 Wh.mg phenol.

Beispiel 6 Eine Zelle gemäss Beispiel 5 wird wie in dem genannten Beispiel gefüllt. Es wird bei Raumtemperatur mit 2.500 mA (= 5 Spezifische Energie: 0,067 -l Wh.mg 1 Phenol.Example 6 A cell according to Example 5 is as in that mentioned Example filled. It is at room temperature with 2,500 mA (= 5 specific energy: 0.067 -l Wh.mg 1 phenol.

Beispiel 7 Eine Zelle gemäss Beispiel 5 wird wie in dem genannten Beispiel gefüllt, wobei jedoch 100 mg p-Chlorphenol zugesetzt werden. Es wird bei Raumtemperatur mit 250 mA elektrolysiert. Das p-Chlorphenol wird ungefähr linear mit einer Halbwertszeit von 50 Minu--1 ten abgebaut. Spezifische Energie: 0,014 Wh.mg Beispiel 8 Eine Zelle gemäss Beispiel 5 wird wie in Beispiel 7 gefüllt. Es wird bei Raumtemperatur mit 2.500 mA elektrolysiert. Das p-Chlorphenol wird logarithmisch mit einer Halbwertszeit von 10 Minuten abgebaut.Example 7 A cell according to Example 5 is as in that mentioned Example filled, but 100 mg of p-chlorophenol are added. It will be at Room temperature electrolyzed with 250 mA. The p-chlorophenol becomes approximately linear degraded with a half-life of 50 minutes. Specific energy: 0.014 Wh.mg Example 8 A cell according to Example 5 is filled as in Example 7. It is electrolyzed at room temperature with 2,500 mA. The p-chlorophenol becomes logarithmic degraded with a half-life of 10 minutes.

-l Spezifische Energie: 0,041 Wh.mg Beispiel 9 Eine Zelle gemäss Beispiel 5 wird gefüllt mit 1 1 farbstoffhaltigem Wäschereiabwasser. Es wird bei Raumtemperatur mit 2.500 mA (= 5 mA.cm#2) elektrolysiert. Der Farbstoff wird logarithmisch mit einer Halbwertszeit von 5 Minuten abgebaut. -l Specific energy: 0.041 Wh.mg Example 9 A cell according to Example 5 is filled with 1 liter of dye-containing laundry waste water. It will be at Electrolyzed at room temperature with 2,500 mA (= 5 mA.cm # 2). The dye becomes logarithmic degraded with a half-life of 5 minutes.

Beispiel 10 Eine ungeteilte Zelle mit 36 cm² Anodenfläche und 1,5 mm Abstand Anode-Kathode wird mit 15 ml.s von Leitungswasser (400/uS.cm ) durchströmt, -l welches eine Population von 10 E.-coli.ml 1 enthält. Es wird bei Raumtemperatur mit 200 mA (= 6 mA.cm#2) elektrolysiert. Verweilzeit des Elektrolyten an den Elektroden war 0,5 s. Nach dieser Zeit ist die E.-coli-Population quantitativ abgetötet. Es sind immer noch ca. 0,01-0,05 mg.l#1 Oxidationsmittel nachzuweisen.Example 10 An undivided cell with 36 cm² anode area and 1.5 mm distance anode-cathode is filled with 15 ml.s. of tap water (400 / uS.cm ) flows through, -l which contains a population of 10 E. coli.ml 1. It will be at Electrolyzed at room temperature with 200 mA (= 6 mA.cm # 2). Residence time of the electrolyte at the electrodes was 0.5 s, after which time the E. coli population is quantitative killed. There are still about 0.01-0.05 mg. L # 1 oxidizing agent to be detected.

Beispiel 11 Durch Gehalt an Huminstoffen stark braun gefärbtes Wasser des Bansees (Oberbayern) wurde in ungeteilter 2.Example 11 Water colored strongly brown due to the content of humic substances des Bansees (Upper Bavaria) was in the undivided 2.

Zelle mit Elektrodenflächen von 40 cm mit 1,4 g.l -1 Na2SO4 leitfähig gemacht. 600 ml davon wurden bei Raumtemperatur und 200 mA (= 5 mA.cm ) und pH 7 elektrolysiert. Der Abbau geschah logarithmisch mit Halbwertszeiten für die drei Farbstoffanteile (436 nm, 276 nm und 254 nm) von 2 bis 3 Stunden. Der DOC (Anteil des gelösten organisch gebundenen Kohlenstoffs) nahm von anfangs 5,85 mg.l -1 Cab auf 4,01 % Benzol emulgiert, Stromdichte 40 mA.cm . Bei einer Klemmenspannung von 4,6 bis 5,8 V erzielt man eine Stromausbeute von 36 bis 40 % an p-Benzochinon (40"C).Cell with electrode areas of 40 cm conductive with 1.4 g.l -1 Na2SO4 made. 600 ml of it were at room temperature and 200 mA (= 5 mA.cm) and pH 7 electrolyzed. The degradation was logarithmic with half-lives for the three Dye proportions (436 nm, 276 nm and 254 nm) from 2 to 3 hours. The DOC (share of the dissolved organically bound carbon) increased from an initial 5.85 mg.l -1 Cab to 4.01% Benzene emulsified, current density 40 mA.cm. At a terminal voltage from 4.6 to 5.8 V a current efficiency of 36 to 40% of p-benzoquinone is achieved (40 "C).

Beispiel 13 Um ß-Picolin zu Nikotinsäure zu oxidieren, wird eine Zelle gemäss Beispiel 12 eingesetzt. Fläche der Bleidioxidanode wie in Beispiel 12, Stromdichte -2 50 mA.cm , Klemmenspannung 5,2 V, Gehalt an ß-Picolin ca. ln, Zimmertemperatur. Stromausbeute 62 % an Nikotinsäure.Example 13 In order to oxidize β-picoline to nicotinic acid, a cell according to Example 12 used. Area of the lead dioxide anode as in Example 12, current density -2 50 mA.cm, terminal voltage 5.2 V, content of ß-picoline approx. Ln, room temperature. Current efficiency 62% for nicotinic acid.

Claims (23)

Verfahren zur Erzeugung von Hydroxylradikalen und Anwendung des Verfahrens PATENTANSPRÜCHE 1. Verfahren zur Erzeugung von Hydroxylradikalen, wobei im wässrigen Elektrolyten eine Gleichstromelektrolyse mit einer Anode durchgeführt wird, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Anode eine hohe Abscheidungsspannung für Sauerstoff besitzt, deren aktive Beschichtung die sofortige Weiterreaktion von Hydroxylradikal nicht begünstigt.Process for generating hydroxyl radicals and application of the process PATENT CLAIMS 1. Process for the generation of hydroxyl radicals, whereby in the aqueous Electrolyte a direct current electrolysis with an anode is carried out, thereby NOTICE that the anode has a high deposition voltage for Oxygen, whose active coating has the immediate further reaction of hydroxyl radicals not favored. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , dass eine Anode mit einer Sauerstoffabscheidungsspannung im Bereich von mehr als +1,5 V gegenüber Normalwasserstoffelektrode (NWE), gemessen bei pH 6 oder darunter in 1 m Na2SO4-Lösung bei 200C bei einer Stromdichte von lOmA cm eingesetzt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that g e -k e n n z e i c h n e t that an anode with an oxygen deposition voltage in the range of greater than +1.5 V compared to normal hydrogen electrode (NWE), measured at pH 6 or below is used in 1 m Na2SO4 solution at 200C at a current density of 10mA cm. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , dass die Anode eine Sauerstoffabscheidungsspannung von +1,9 V oder höher aufweist.3. The method according to claim 2, characterized in that g e -k e n n z e i c h n e t that the anode has an oxygen deposition voltage of +1.9 V or higher. 4. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass eine Anode eingesetzt wird, deren aktive Beschichtung Metalloxide enthält.4. The method according to claims 1 to 3, characterized in that g e k e n n z e i c N e t that an anode is used, the active coating of which is metal oxides contains. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , dass eine Anode eingesetzt wird, deren Metalloxide in der aktiven Beschichtung zumindest teilweise in Rutilstruktur vorliegen.5. The method according to claim 4, characterized in that g e -k e n n z e i c h n e t that an anode is used, its metal oxides in the active coating are at least partially in a rutile structure. 6. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , dass eine Anode mit einem Kern aus Ventilmetall und einer aktiven Beschichtung aus ß-Bleidioxid eingesetzt wird.6. The method according to one or more of the preceding claims, as a result, that an anode with a core made of valve metal and an active coating of ß-lead dioxide is used. 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , dass das ß-Bleioxid eine mittlere Kristallgrösse von mindestens 0,5/um besitzt.7. The method according to claim 6, characterized in that g e -k e n n z e i c h n e t that the ß-lead oxide has an average crystal size of at least 0.5 / µm. 8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , dass die mittlere Kristallgrösse im Bereich von 5 bis 30 um liegt.8. The method according to claim 7, characterized in that g e -k e n n z e i c h n e t that the mean crystal size is in the range of 5 to 30 µm. 9. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , dass die Elektrolyse in Gegenwart von Wasserinhaltsstoffen, die mit OH-Radikal reagieren, unter weitgehender Vermeidung von O2-Entwicklung durchgeführt wird.9. The method according to one or more of the preceding claims, as a result, that the electrolysis in the presence of substances contained in water, which react with OH radicals, largely avoiding the development of O2 will. 10. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , dass die Stromdichte i in Gegenwart von gegenüber OH-Radikal reaktiven Substrats einer Konzentration C einen Mindestwert von i (mA cm 2) = C (mmol 1 )x0,3, der nicht unter 0,03 mA cm liegt, aufweist.10. The method according to one or more of claims 1 to 9, characterized g e k e n n n z e i c h -n e t that the current density i in the presence of opposite OH radical reactive substrate with a concentration C has a minimum value of i (mA cm 2) = C (mmol 1) x0.3, which is not less than 0.03 mA cm. 11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , dass die Elektrolyse mit einer Anodenstromdichte im Bereich von 0,5 bis 50 mA cm 2 durchgeführt wird.11. The method according to claim 10, characterized in that g e -k e n n z e i c h n e t that the electrolysis with an anode current density in the range of 0.5 to 50 mA cm 2 is carried out. 12. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , dass ein Elektrolyt mit an Bleidioxid stark adsorbierenden inerten Anionen in einer Konzentration von mehr als 50 mg 1 1 eingesetzt wird.12. The method according to one or more of the preceding claims, This means that an electrolyte with lead dioxide is strong adsorbing inert anions used in a concentration of more than 50 mg 1 1 will. 13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , dass Phosphat oder Fluorid in einer Konzentration von jeweils 2100 mg l eingesetzt werden.13. The method according to claim 12, characterized in that g e -k e n n z e i c h n e t that phosphate or fluoride are used in a concentration of 2100 mg l each will. 14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass Phosphat in einer Konzentration bis zu 2 g l eingesetzt wird.14. The method according to claim 12 or 13, characterized g e k e n n z e i n e t that phosphate is used in a concentration of up to 2 g l. 15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , dass zusätzlich 100 bis -l 2.000 mg 1 Fluorid eingesetzt werden.15. The method according to claim 14, characterized in that g e -k e n n z e i c h n e t that an additional 100 to -l 2,000 mg 1 fluoride are used. 16. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 10 bis 15, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , dass zur Einreichung einer optimalen Strom- und Energieausbeute, bezogen auf den Abbau organischer Wasserinhaltsstoffe, die verwendete Stromdichte nicht mehr als 50 % über dem in Anspruch 10 definierten, konzentrationsabhängigen Mindestwert der Stromdichte liegt.16. The method according to one or more of the preceding claims 10 to 15, it is indicated that for the submission of an optimal Electricity and energy yield, based on the breakdown of organic substances in water, the current density used not more than 50% above that defined in claim 10, concentration-dependent minimum value of the current density. 17. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 10 bis 15, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , dass zur Erreichung einer hohen Hydroxylierungsrate die Stromdichte mehr als das Zehnfache des in Anspruch 10 definierten, konzentration-sabhä.ngigen Mindestwertes der Stromdichte beträgt.17. The method according to one or more of the preceding claims 10 to 15, thereby noting that to achieve a high Hydroxylation rate the current density more than ten times that defined in claim 10, concentration-dependent minimum value of the current density. 18. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , dass die Elektrolyse in einer Vorrichtung durchgeführt wird, bei der Anoden- und Kathodenraum durch Separatoren oder geeignete Strömungsführung voneinander getrennt sind.18. The method according to one or more of the preceding claims, This means that electrolysis is carried out in one device is carried out in the anode and cathode compartment by separators or suitable Flow guidance are separated from each other. 19. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 18 zur Durchführung von technischen Oxidationsprozessen und insbesondere von Hydroxylierungen.19. Application of the method according to claim 1 to 18 for implementation of technical oxidation processes and especially of hydroxylation. 20. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 18 zur Desinfektion von wässrigen Systemen, insbesondere von Gebrauchs- und Abwasser.20. Application of the method according to claim 1 to 18 for disinfection of aqueous systems, in particular of utility and waste water. 21. Anwendung des Verfahrens nach Ansprüchen 1 bis 18, zum Abbau von Schadstoffen in wässrigen Systemen.21. Application of the method according to claims 1 to 18, for the degradation of Pollutants in aqueous systems. 22. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 19, 20 oder 21, dadurch g e k e n n z e i c h n e t dass in dem zu behandelnden System direkt Hydroxylradikal erzeugt wird.22. Application of the method according to claim 19, 20 or 21, characterized it is not noted that in the system to be treated there is a direct hydroxyl radical is produced. 23. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 19, 20 oder 21, dadurch g e k e n n z e i c h n e t dass dem zu behandelnden System ein Konzentrat von Oxidationsmittel zugeführt wird, das vorher auf getrennte Weise erzeugt wurde.23. Application of the method according to claim 19, 20 or 21, characterized it is not noted that the system to be treated contains a concentrate of oxidizing agent is supplied, which was previously produced in a separate manner.
DE19843428582 1983-08-02 1984-08-02 Method for generating hydroxyl radicals, and application of the method Withdrawn DE3428582A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19843428582 DE3428582A1 (en) 1983-08-02 1984-08-02 Method for generating hydroxyl radicals, and application of the method

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3327914 1983-08-02
DE19843428582 DE3428582A1 (en) 1983-08-02 1984-08-02 Method for generating hydroxyl radicals, and application of the method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE3428582A1 true DE3428582A1 (en) 1985-03-07

Family

ID=25812852

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19843428582 Withdrawn DE3428582A1 (en) 1983-08-02 1984-08-02 Method for generating hydroxyl radicals, and application of the method

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE3428582A1 (en)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0280926A1 (en) * 1987-02-20 1988-09-07 BBC Brown Boveri AG Method for purifying industrial-waste waters by electrochemical oxidation
EP0396107A2 (en) * 1989-05-02 1990-11-07 Inax Corporation Ion concentration setting apparatus for ionic water
DE19734209A1 (en) * 1997-08-07 1999-02-11 Decontas Ges Fuer Decontaminie Electrochemical treatment of strongly foaming liquid media
DE19631842A1 (en) * 1996-08-07 1999-09-30 Dieter Booch Device and method for the continuous electrolytic treatment of drinking and industrial water
EP0968963A1 (en) * 1998-07-01 2000-01-05 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Method of decomposing organic compounds with electrolyzed water
DE19844329A1 (en) * 1998-09-28 2000-03-30 Univ Schiller Jena Water with biological impurities electrolytically treated in titanium oxide catalytic reactor, process deals efficiently with large quantities with reproducible results
WO2001016031A2 (en) * 1999-09-01 2001-03-08 University Of Abertay Dundee Method of producing hydroxyl radicals for chemical reactions
EP1170259A1 (en) * 2000-07-05 2002-01-09 Sony International (Europe) GmbH Electrochemical apparatus and process for purification of fluids

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0280926A1 (en) * 1987-02-20 1988-09-07 BBC Brown Boveri AG Method for purifying industrial-waste waters by electrochemical oxidation
EP0396107A2 (en) * 1989-05-02 1990-11-07 Inax Corporation Ion concentration setting apparatus for ionic water
EP0396107A3 (en) * 1989-05-02 1993-01-13 Inax Corporation Ion concentration setting apparatus for ionic water
DE19631842A1 (en) * 1996-08-07 1999-09-30 Dieter Booch Device and method for the continuous electrolytic treatment of drinking and industrial water
DE19734209A1 (en) * 1997-08-07 1999-02-11 Decontas Ges Fuer Decontaminie Electrochemical treatment of strongly foaming liquid media
US6280600B1 (en) 1998-07-01 2001-08-28 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Method of decomposing organic compounds
EP0968963A1 (en) * 1998-07-01 2000-01-05 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Method of decomposing organic compounds with electrolyzed water
DE19844329A1 (en) * 1998-09-28 2000-03-30 Univ Schiller Jena Water with biological impurities electrolytically treated in titanium oxide catalytic reactor, process deals efficiently with large quantities with reproducible results
DE19844329B4 (en) * 1998-09-28 2010-06-17 Friedrich-Schiller-Universität Jena Process for the treatment of microorganisms and pollutants
WO2001016031A2 (en) * 1999-09-01 2001-03-08 University Of Abertay Dundee Method of producing hydroxyl radicals for chemical reactions
WO2001016031A3 (en) * 1999-09-01 2001-09-20 Univ Abertay Dundee Method of producing hydroxyl radicals for chemical reactions
US6692632B1 (en) 1999-09-01 2004-02-17 University Of Abertay Dundee Method of producing hydroxyl radicals for chemical reactions
EP1170259A1 (en) * 2000-07-05 2002-01-09 Sony International (Europe) GmbH Electrochemical apparatus and process for purification of fluids
US6673229B2 (en) 2000-07-05 2004-01-06 Sony International (Europe) Gmbh Electrochemical apparatus and process for purification of fluids

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69819675T2 (en) Hydrogen production from water using a photocatalysis-electrolysis hybrid system
DE2327764A1 (en) METHOD FOR ELECTRIC CORNING OF ALUMINUM
DE2732503A1 (en) METHOD AND APPARATUS FOR OXIDATING ORGANIC MATERIAL CONTAINED IN CONCENTRATED SULFURIC ACID
WO1993017151A1 (en) Electrochemical process for preparing glyoxylic acid
DE3032831A1 (en) METHOD FOR THE CLEANING OF DRAINAGE CONTAINING DYE
DE3428582A1 (en) Method for generating hydroxyl radicals, and application of the method
DE2721239C2 (en) Process for the electrolytic production of chlorite
EP0238975B1 (en) Process for activating hydrogen peroxide for the oxidation of non-biodegradable toxic substances
DE60036100T2 (en) PROCESS FOR THE PREPARATION OF POLYSULFIDES BY THE USE OF ELECTROLYTIC OXIDATION
DE2909593A1 (en) ELECTRODE FOR USE IN THE ELECTROLYSIS OF AN Aqueous METAL HALOGENIDE SOLUTION AND PROCESS FOR THE PREPARATION OF THE SAME
DE2440540A1 (en) PROCESS FOR ELECTROLYTIC COLORING OF ANODICALLY PRODUCED OXIDE COATINGS ON MATERIALS MADE OF ALUMINUM OR ITS ALLOYS
DE2728170C2 (en) Process for the preparation of an aqueous solution of chlorine dioxide
DE2728171C3 (en) Process for the production of hydrogen and oxygen from water
DE3139757C2 (en) Process for the regeneration of aqueous activator solutions containing palladium and tin
DE2908592A1 (en) METHOD FOR SEPARATING AND DETERMINING A CHALCOPHILE ELEMENT FROM AN AQUEOUS SOLUTION
DE3207776A1 (en) METHOD FOR THE ELECTRODIALYTIC TREATMENT OF GALVANIZING SOLUTIONS
EP0717791B1 (en) Electrolytic cell with multiple partial electrodes and at least one antipolar counter-electrode
Gilbert Über die Wirkung von Ozon auf Maleinsäure, Fumarsäure und deren Oxidationsprodukte in wäßriger Lösung/Reactions of Ozone with Maleic Acid, Fumaric Acid and with their Oxidation Products in Aqueous Solution
EP0911428B1 (en) Process for producing bismuth compounds
EP0198303B1 (en) Anodic oxidation process of water soluble leucotriphenyl methane dye compounds
EP0638522A1 (en) Process for degrading oxidizable and reducible substances in processwater and sewage
DE102004040353A1 (en) Decolorizing process solutions and waste waters from textile and dye industries, by electrolysis in cell with diamond-coated anodes in presence of sulfate, forming peroxodisulfate causing further decolorization
DE60121337T2 (en) METHOD FOR IMPROVING AN ELECTRODE
EP0040331B1 (en) Method of preparing diacetoketogulonic acid
DE117129C (en) Process for the activation of electrolytically obtained oxygen

Legal Events

Date Code Title Description
8110 Request for examination paragraph 44
8130 Withdrawal