NL9101022A - Method for carrying out a chemical reaction in a gas diffusion cell - Google Patents
Method for carrying out a chemical reaction in a gas diffusion cell Download PDFInfo
- Publication number
- NL9101022A NL9101022A NL9101022A NL9101022A NL9101022A NL 9101022 A NL9101022 A NL 9101022A NL 9101022 A NL9101022 A NL 9101022A NL 9101022 A NL9101022 A NL 9101022A NL 9101022 A NL9101022 A NL 9101022A
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- liquid
- gas diffusion
- space
- gas
- electrode
- Prior art date
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/06—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
- H01M8/0606—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants
- H01M8/0656—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants by electrochemical means
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D59/00—Separation of different isotopes of the same chemical element
- B01D59/10—Separation by diffusion
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inert Electrodes (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
Description
Korte aanduiding: Werkwijze voor het uitvoeren van een chemische reaktie in een gasdiffusiecel.Short designation: Method for carrying out a chemical reaction in a gas diffusion cell.
De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het uitvoeren van een chemische reaktie in een gasdiffusiecel, welke cel bestaat uit een ruimte waaraan gas wordt toegevoerd en een ruimte waaraan vloeistof wordt toegevoerd, welke ruimten van elkaar zijn gescheiden door een gasdiffusie-elektrode waarvan de hydrofobe laag in contact is met gas en de hydrofiele laag in contact is met de vloeistof. Een dergelijke werkwijze en de toepassing van een gasdiffusie-elektrode voor het uitvoeren van chemische reakties is bekend uit Journal of Applied Electrochemistry 21 (1991) blz. 226-230, M. Shibata en N. Furuya (New methods of uranium (IV) production using a Pt-loaded gas-diffusion electrode). Volgens deze werkwijze werd uranium (IV) bereid onder toepassing van een brandstofcelelektrode. Het is thans mogelijk gebleken deze methode op meer algemene schaal van toepassing te laten zijn door bepaalde parameters te regelen in de cel en door de cel waarin de reaktie wordt uitgevoerd te laten voldoen aan bepaalde voorwaarden. De uitvinding heeft dan ook verder betrekking op een inrichting voor het uitvoeren van een dergelijke chemische reaktie in een gasdiffusiecel.The invention relates to a method for carrying out a chemical reaction in a gas diffusion cell, which cell consists of a space to which gas is supplied and a space to which liquid is supplied, which spaces are separated from each other by a gas diffusion electrode whose hydrophobic layer is in contact with gas and the hydrophilic layer is in contact with the liquid. Such a method and the use of a gas diffusion electrode for carrying out chemical reactions is known from Journal of Applied Electrochemistry 21 (1991) pp. 226-230, M. Shibata and N. Furuya (New methods of uranium (IV) production using a Pt-loaded gas-diffusion electrode). According to this method, uranium (IV) was prepared using a fuel cell electrode. It has now appeared possible to make this method applicable on a more general scale by controlling certain parameters in the cell and by allowing the cell in which the reaction is carried out to meet certain conditions. The invention therefore further relates to an apparatus for carrying out such a chemical reaction in a gas diffusion cell.
Elektroden die kunnen worden toegepast in een dergelijke gasdiffusiecel zijn bekend uit Chem. Eng. Science 37 (1982) blz. 1719-1726 beschreven door R. de Vos, V. Hatziantoniou en N.H. Schoon en uit een dissertatie van V. Hatziantoniou (1985) (Goeteborg) en zijn bekend uit K. Kordesch c.s. (Institute of Inorganic Chemistry Technical University Graz, Graz, Oostenrijk A-8010) in H.C. Maru, Proceedings of the symposium on porous electrodes: Theory and practice, band 84-8, The Technology of PTFE-bounded Carbon Electrodes, blz. 163-190.Electrodes that can be used in such a gas diffusion cell are known from Chem. Spooky. Science 37 (1982) pp. 1719-1726 described by R. de Vos, V. Hatziantoniou and NH Schoon and from a dissertation by V. Hatziantoniou (1985) (Goeteborg) and are known from K. Kordesch et al. (Institute of Inorganic Chemistry Technical University Graz, Graz, Austria A-8010) in HC Maru, Proceedings of the symposium on porous electrodes: Theory and practice, band 84-8, The Technology of PTFE-bounded Carbon Electrodes, pp. 163-190.
De werkwijze volgens de uitvinding, zoals in de aanhef vermeld, wordt hierdoor gekenmerkt, dat de vloeistof ionengeleidend is en dat in de ruimte waaraan de vloeistof wordt toegevoerd, een vast materiaal is aangebracht in de vorm van een gepakt bed, waarmee de stofoverdracht van de elektrode naar de vloeistof wordt verbeterd.The method according to the invention, as mentioned in the preamble, is characterized in that the liquid is ion-conducting and in the space to which the liquid is supplied a solid material is provided in the form of a packed bed, with which the dust transfer of the electrode to the liquid is improved.
Het gepakt bed kan een fluid bed zijn of een statisch bed van korrels of van een gaas dat in de vloeistof is aangebracht. Het gepakte of fluid bed moet bestaan uit een elektronengeleidend materiaal. Een voorbeeld van een dergelijk materiaal bestaat uit korrels koolstof, al of niet voorzien van een laagje platina. Tijdens het onderzoek is namelijk gebleken dat indien de reaktie aan de hydrofobe zijde van het gasdiffusie-membraan de snelheidsbepalende stap is, meestal door stoftransport-limitering, de reaktie in het algemeen met een vergelijkbaar resultaat kan worden uitgevoerd in een normale gasdiffusiecel en geen gasdiffusiecel voorzien van een gepakt of fluid bed volgens de uitvinding moet worden toegepast. Een dergelijk gepakt bed of fluid bed in een gasdiffusiecel wordt echter volgens de uitvinding wel toegepast indien de reaktie aan de hydrofiele zijde van het gasdiffusiemembraan de snelheidsbepalende stap is. Voorbeelden van een dergelijke reaktie zijn de reductie van Fe^+ met waterstof, de oxidatie van glucose met zuurstof tot gluconzuur.The packed bed can be a fluid bed or a static bed of granules or of a mesh placed in the liquid. The packed or fluid bed must consist of an electron-conducting material. An example of such a material consists of granules of carbon, with or without a layer of platinum. Indeed, during the investigation it has been found that if the reaction on the hydrophobic side of the gas diffusion membrane is the rate-determining step, usually by dust transport limitation, the reaction can generally be carried out with a similar result in a normal gas diffusion cell and no gas diffusion cell provided of a packed or fluid bed according to the invention must be used. However, such a packed bed or fluid bed in a gas diffusion cell is used according to the invention if the reaction on the hydrophilic side of the gas diffusion membrane is the rate-determining step. Examples of such a reaction are the reduction of Fe 2+ with hydrogen, the oxidation of glucose with oxygen to gluconic acid.
De uitvinding wordt nader toegelicht aan de hand van de volgende beschrijving, waarbij is verwezen naar de bijgevoegde tekening waarin: fig. 1 een uitvoeringsvorm weergeeft van een gasdiffusiecel waarin een chemische reaktie volgens de uitvinding kan worden uitgevoerd en fig. 2 een vergrote doorsnede weergeeft van een gasdiffusie-elektrode zoals toegepast in de gasdiffusiecel volgens fig. 1.The invention is further elucidated with reference to the following description, reference being made to the annexed drawing, in which: Fig. 1 shows an embodiment of a gas diffusion cell in which a chemical reaction according to the invention can be carried out and Fig. 2 shows an enlarged cross-section of a gas diffusion electrode as used in the gas diffusion cell of Fig. 1.
In fig. 1 is met 1 de gasdiffusiecel weergegeven die kan worden toegepast bij de werkwijze volgens de uitvinding. In de gasdiffusiecel 1 is de gasdiffusie-elektrode 2 weergegeven die nader is toegelicht in fig. 2. Aan de hydrofobe zijde van de gasdiffusie-elektrode 2 is de ruimte aangebracht waaraan gas wordt toegevoerd via leiding 5 en gas wordt afgevoerd via leiding 6. Tussen de gasdiffusie-elektrode 2 en ruimte 3 waarin gas aanwezig is, is een folie aangebracht weergegeven met 9. Aan de hydrofiele zijde van de gasdiffusie-elektrode 2 bevint zich ruimte 4 waaraan vloeistof wordt toegevoerd via toevoer 7 en vloeistof wordt afgevoerd via afvoer 8. De cel die is toegepast bij de hierna volgende voorbeelden heeft een werkzaam elektrode-oppervlak van 4 cm2 en de vloeistof wordt toegevoerd in een hoeveelheid van ongeveer 300 ml/min.In Fig. 1, 1 indicates the gas diffusion cell that can be used in the method according to the invention. In the gas diffusion cell 1, the gas diffusion electrode 2 is shown, which is further elucidated in Fig. 2. On the hydrophobic side of the gas diffusion electrode 2, the space is provided to which gas is supplied via line 5 and gas is removed via line 6. Between the gas diffusion electrode 2 and space 3 in which gas is present, a foil is shown with 9. On the hydrophilic side of the gas diffusion electrode 2 there is space 4 to which liquid is supplied via inlet 7 and liquid is discharged via outlet 8. The cell used in the following examples has an active electrode area of 4 cm 2 and the liquid is supplied at an amount of about 300 ml / min.
In fig. 2 is vergroot de opbouw weergegeven van de gasdiffusie-elektrode 2 zoals aangegeven in fig. 1. De gasdiffusie-elektrode 2 bestaat uit drie op elkaar aangebrachte materialen, waarbij aan de hydrofobe zijde de ondersteuning van de elektrode is aangebracht, bestaande uit een kool stofhoudend vilt (in de handel gebracht door Toray, Japan). Aan de hydrofiele zijde is de laag 22 aangebracht, bij voorkeur bestaande uit actieve kooldeeltjes voorzien van een platinalaag opgenomen in Teflon (ongeveer 5%). De laag 22 heeft een dikte van 70-120 pm. Tussen deze twee aan de buitenzijde gelegen lagen 21 en 22 is een middengedeelte 23 aangebracht, bestaande uit actieve kool in een Teflonmatrix (ongeveer 60% Teflon). Het zal duidelijk zijn dat de gasdiffusie-elektrode zoals weergegeven in fig. 2 slechts een voorbeeld is van een te gebruiken gasdiffusie-elektrode in een gasdiffusiecel zoals weergegeven in fig. 1 voor het uitvoeren van chemische reakties volgens de uitvinding.Fig. 2 shows an enlarged construction of the gas diffusion electrode 2 as shown in fig. 1. The gas diffusion electrode 2 consists of three superimposed materials, the support of the electrode being provided on the hydrophobic side, consisting of a carbonaceous felt (marketed by Toray, Japan). On the hydrophilic side, the layer 22 is applied, preferably consisting of activated carbon particles provided with a platinum layer incorporated in Teflon (about 5%). The layer 22 has a thickness of 70-120 µm. Between these two outer layers 21 and 22, a middle section 23 is provided, consisting of activated carbon in a Teflon matrix (approximately 60% Teflon). It will be understood that the gas diffusion electrode as shown in Fig. 2 is only an example of a gas diffusion electrode to be used in a gas diffusion cell as shown in Fig. 1 for carrying out chemical reactions according to the invention.
In de ruimte 4 waaraan de vloeistof wordt toegevoerd, weergegeven in fig. 1 wordt een gepakt bed of fluid bed aangebracht, dat niet is weergegeven in fig. 1. Het gepakte bed kan bestaan uit een korrel vul ling of een vulling met een gaas.In the space 4 to which the liquid is supplied, shown in Fig. 1, a packed bed or fluid bed is shown, which is not shown in Fig. 1. The packed bed may consist of a grain filling or a filling with a gauze.
De uitvinding wordt nader toegelicht aan de hand van de volgende voorbeelden.The invention is further illustrated by the following examples.
Voorbeeld IExample I
In een gasdiffusiecel, zoals weergegeven in fig. 1 met een vloei stofruimte van ongeveer 5 cm3 werd Fe^+ gereduceerd tot Fe^+. De vloeistof werd gehouden op een temperatuur van 50 °C en rondgepompt in een hoeveelheid van 290 cm3/min, overeenkomend met een lineaire vloei stofsnelheid van 3 cm/sec. Als gasdiffusie-elektrode werd een elektrode toegepast zoals beschreven in fig. 2.In a gas diffusion cell, as shown in Figure 1, with a liquid space of about 5 cm 3, Fe 2+ was reduced to Fe 2+. The liquid was held at a temperature of 50 ° C and circulated at 290 cm3 / min, corresponding to a linear liquid velocity of 3 cm / sec. An electrode as described in Fig. 2 was used as the gas diffusion electrode.
De experimenten werden uitgevoerd met: a) een gasdiffusie-elektrode waarbij ruimte 4 niet is gevuld met een gepakt bed of fluid bed en b) een gasdiffusie-elektrode waarbij ruimte 4 is uitgevoerd als een gepakt bed met koolstofstaafjes (Norit RB1, diameter 1 mm en lengte 3 mm).The experiments were performed with: a) a gas diffusion electrode in which space 4 is not filled with a packed bed or fluid bed and b) a gas diffusion electrode in which space 4 is designed as a packed bed with carbon rods (Norit RB1, diameter 1 mm and length 3 mm).
Alle gebruikte vloeistofoplossingen bevatten 0,2 M Fe2(SO^)^ en 0,5 M H2SO4.All liquid solutions used contained 0.2 M Fe2 (SO2) ^ and 0.5 M H2SO4.
Aan de hydrofobe zijde van de gasdiffusie-elektrode 2 werd waterstof toegevoerd via leiding 5 en waterstof afgevoerd via leiding 6. Vloeistofmonsters werden genomen 1 uur en 2,5 uren na het begin van het doorleiden van waterstofgas en uit de analyse van de monsters werd de snelheidsconstante kpg2+ berekend voor de vorming van Fe^+. Bij deze berekening werd de volgende formule toegepast:On the hydrophobic side of the gas diffusion electrode 2, hydrogen was supplied via line 5 and hydrogen was removed via line 6. Liquid samples were taken 1 hour and 2.5 hours after the start of hydrogen gas passage and from the analysis of the samples, the rate constant kpg2 + calculated to form Fe ^ +. The following formula was applied to this calculation:
2+ waarin aCpg2+ : concentratietoename van Fe in de vloeistof at : tijdsduur voor het doorleiden van H^ (reaktietijd)2+ where aCpg2 +: increase in concentration of Fe in the liquid at: time for passing H ^ (reaction time)
Vg : volume van de vloeistof A : geometrisch oppervlak van gasdiffusie-elektrode e 3+ cav Fe3+ : Q^iddelde concentratie van Fe gedurende de reaktietijdVg: volume of the liquid A: geometric surface of gas diffusion electrode e 3+ cav Fe3 +: Q ^ mean concentration of Fe during the reaction time
In tabel A zijn de waarden voor kpg2+ aangegeven voor de twee reaktietijden, namelijk na 1 uur en na 2,5 uren.Table A shows the values for kpg2 + for the two reaction times, namely after 1 hour and after 2.5 hours.
TABEL ATABLE A
cel CFe3+ start W) 105 kpg2+ na 1 uur na 2,5 uren a) 0,2 1,15 1,15 b) 0,2 6,09 6,38cell CFe3 + start W) 105 kpg2 + after 1 hour after 2.5 hours a) 0.2 1.15 1.15 b) 0.2 6.09 6.38
Ter vergelijking werden ook andere experimenten uitgevoerd waarbij experiment a) werd herhaald met een andere elektrode zonder dat de vloeistofruimte was gevuld met kool stofkorrels, waarbij steeds een vergelijkbare waarde voor kpg2+ werd gevonden als aangegeven voor a) in tabel A.For comparison, other experiments were also performed in which experiment a) was repeated with another electrode without the liquid space being filled with carbon granules, always finding a comparable value for kpg2 + as indicated for a) in table A.
Uit deze resultaten kan worden afgeleid dat door het gebruik van een gepakt bed, de kpg2+-waarde een factor 6 hoger is dan wanneer het vloei stofbed niet is gepakt. Hoewel de beschermingsomvang volgens de uitvinding niet wordt beperkt door een theoretische uitleg, wordt aangenomen dat deze aanzienlijke hogere reaktiesnelheid wordt veroorzaakt door een aanzienlijke toename van het oppervlak waaraan het Fe3+ kan worden gereduceerd en daardoor neemt de snelheidsconstante voor de vorming 2+ van Fe , gebaseerd op het oppervlak van de gasdiffusie-elektrode toe.From these results it can be deduced that by using a packed bed, the kpg2 + value is a factor 6 higher than when the liquid bed is not packed. Although the scope of the invention is not limited by a theoretical explanation, it is believed that this significantly higher reaction rate is caused by a significant increase in the surface area to which Fe3 + can be reduced and thereby the rate constant for the formation 2+ of Fe, based to the surface of the gas diffusion electrode.
Voorbeeld IIExample II
De oxidatie van glucose werd uitgevoerd in eenzelfde gas-diffusiecel als toegepast in voorbeeld I waarbij de reaktie enerzijds werd uitgevoerd met c) een geactiveerde gasdiffusie-elektrode en d) eenzelfde gasdiffusie-elektrode in combinatie met een gepakt bed in ruimte 4, welke gepakt bed bestond uit onregelmatig gevormde korrels van actieve kool voorzien van een platinadeklaag waarbij 1% Pt is aangebracht op kool stofdeeltjes (Noble Metal Catalyst, Johnson Matthey Chemicals Limted) welke korrels een diameter hebben tussen 1 en 2 mm.The oxidation of glucose was carried out in the same gas diffusion cell as used in example I, the reaction being carried out on the one hand with c) an activated gas diffusion electrode and d) the same gas diffusion electrode in combination with a packed bed in room 4, which packed bed consisted of irregularly shaped platinum coated activated carbon granules with 1% Pt applied to carbon particles (Noble Metal Catalyst, Johnson Matthey Chemicals Limted) which granules have a diameter between 1 and 2 mm.
De oxidatie van glucose met zuurstof werd uitgevoerd met als dragerelektrolyt 0,5 Μ Νβ2^ + 0,5 M NaHCO^. De vloeistof werd gehouden op een temperatuur van 55 °C en de glucoseconcentratie bij het begin van het experiment bedroeg 0,1 of 0,4 M. Een oplossing van 500 cm3 werd rondgepompt in een hoeveelheid van 290 cm3/min.The oxidation of glucose with oxygen was carried out with 0.5 Μ Νβ2 ^ + 0.5 M NaHCO ^ as the carrier electrolyte. The liquid was kept at a temperature of 55 ° C and the glucose concentration at the start of the experiment was 0.1 or 0.4 M. A 500 cm3 solution was circulated at 290 cm3 / min.
Bij experiment c) (waarbij in de vloeistofruimte geen kool stofkorrels aanwezig waren) bleek dat na 4 uren geen oxidatieprodukt van glucose, te weten gluconzuur, kon worden aangetoond.Experiment c) (in which no carbon granules were present in the liquid space) showed that after 4 hours no oxidation product of glucose, namely gluconic acid, could be detected.
In experiment d) werd de vloei stofruimte 4 gevuld met de kool stofkorrels zoals boven aangegeven en werden drie experimenten uitgevoerd, waarbij in experiment 1 de glucoseconcentratie op het tijdstip t = 0 werd ingesteld op 0,4 en bij experiment 2 werd de glucoseconcentratie ingesteld op 0,1. Bij het derde experiment werd gewerkt met een glucoseconcentratie op tijdstip t = 0 van 0,4, doch in dit derde experiment werd geen Na2C0g en geen NaHCOg gebruikt.In experiment d), the liquid space 4 was filled with the carbon granules as indicated above and three experiments were carried out, in experiment 1 the glucose concentration at time t = 0 was set to 0.4 and in experiment 2 the glucose concentration was set to 0.1. The third experiment was operated with a glucose concentration at time t = 0 of 0.4, but in this third experiment no Na2 COg and no NaHCOg were used.
Bij de drie experimenten is gevonden dat het gluconzuur-gehalte in de oplossing lineair toeneemt met de reaktietijd. Bovendien is vastgesteld dat naast gluconzuur ook glycerinezuur wordt gevormd. De vormingssnelheidsconstante voor gluconzuur (kgZ) werd bepaald. Deze snelheidsconstante wordt gedefinieerd door:In the three experiments it was found that the gluconic acid content in the solution increases linearly with the reaction time. In addition, it has been established that glyceric acid is also formed in addition to gluconic acid. The rate of formation constant for gluconic acid (kgZ) was determined. This rate constant is defined by:
waarbij:at which:
aCaC
gz - : toename van gluconzuurconcentratie in reaktietijdgz -: increase in gluconic acid concentration in reaction time
At V$ : volume van de vloeistofAt V $: volume of the liquid
Ae : geometrisch oppervlak van de elektrode : gemiddelde glucoseconcentratie gedurende de toegepaste tijdsduurAe: geometric area of the electrode: average glucose concentration over the applied time period
In tabel B is de waarde van kg2 weergegeven voor de drie uitgevoerde experimenten met een gasdiffusiecel voorzien van een gepakt bed.Table B shows the value of kg2 for the three experiments carried out with a gas diffusion cell equipped with a packed bed.
TABEL BTABLE B
dragerelektrolyt cgl op t=o kgz (m/s) 0,5 M Na2C03 + 0,5 M NaHC03 0,4 0,39 x 10'6 0,5 M Na?C03 + 0,5 M NaHCO, 0,1 0,78 x 10'6 - 0,4 0,12 x 10"6carrier electrolyte cgl at t = o kgz (m / s) 0.5 M Na 2 CO 3 + 0.5 M NaHCO 3 0.4 0.39 x 10 6 0.5 M Na 2 CO 3 + 0.5 M NaHCO, 0.1 0.78 x 10'6 - 0.4 0.12 x 10 "6
Uit tabel B volgt dat de snelheidsconstante voor de vorming van glucose afhankelijk is van de glucoseconcentratie en het al of niet aanwezig zijn van dragerelektrolyt. Ten opzichte van experiment c) waarbij niet werd gewerkt met een gepakte cel, werd in experiment d) in elk geval een aanzienlijke vorming van gluconzuur verkregen.It follows from table B that the rate constant for the formation of glucose is dependent on the glucose concentration and whether or not carrier electrolyte is present. In any case, in experiment d), considerable gluconic acid formation was obtained with respect to experiment c), where no packed cell was used.
Voorbeeld IIIExample III
2+2+
Verwijderen van Cu uit een zwavelzuurhoudende oplossing.Removal of Cu from a sulfuric acid solution.
In dit voorbeeld werd een gasdiffusiecel toegepast zoals vermeld in voorbeeld I.In this example, a gas diffusion cell was used as stated in example I.
Aan de hydrofobe zijde van de elektrode werd waterstof Οι toegevoerd en aan de hydrofiele zijde een zwavelzure oplossing die Cu -ionen bevatte. De koperionen werden gereduceerd tot koper.Hydrogen was added to the hydrophobic side of the electrode and a sulfuric acid solution containing Cu ions on the hydrophilic side. The copper ions were reduced to copper.
Ter vergelijking werd in experiment e) gewerkt met een niet gepakte vloeistofruimte, waarbij aan de hydrofiele zijde een oplossing werd toegevoerd van 0,05 M CuSO^ + 1 M H^SO^. Door het toevoeren van waterstof aan de hydrofobe zijde van de gasdiffusie-elektrode werd koper neergeslagen op de gasdiffusie-elektrode. Na ongeveer 2 uren was 7% van 2+ het oorspronkelijk aanwezige Cu neergeslagen als Cu op de gasdiffusie- elektrode. Op basis hiervan kon worden berekend dat de snelheidsconstante -5 voor de omzetting 0,6 x 10 m/s bedroeg.For comparison, in experiment e), an unpacked liquid space was used, with a solution of 0.05 M CuSO 2 + 1 M H 2 SO 2 supplied to the hydrophilic side. Copper was deposited on the gas diffusion electrode by supplying hydrogen to the hydrophobic side of the gas diffusion electrode. After about 2 hours, 7% of 2+ the Cu originally present had precipitated as Cu on the gas diffusion electrode. On this basis, it could be calculated that the velocity constant -5 for the conversion was 0.6 x 10 m / s.
In experiment f) werd vloeistofruimte 4 gevuld met korrels actieve kool (Norit RBI, nr A-8009). Waterstof werd weer toegevoerd aan de hydrofobe zijde en een oplossing van 0,005 M CuSO^ en 1 M I^SO^ aan de hydrofiele zijde van de elektrode. De temperatuur van de vloeistof werd gehouden op 17 °C. Na 1 uur bleek de concentratie van Cu te zijn afgenomen tot 0,0032 M en na 2,5 uur tot 0,0003 M. Na afloop van het experiment werd de cel geopend en toen bleek dat de korreltjes actieve kool waren bedekt met een laagje koper en ook werd een koperfilm waargenomen op de hydrofiele zijde van de gasdiffusie-elektrode. Uit berekening volgende dat de constante voor de omzettingssnelheid in het -5In experiment f), liquid space 4 was filled with granules of activated carbon (Norit RBI, No. A-8009). Hydrogen was again fed to the hydrophobic side and a solution of 0.005 M CuSO 2 and 1 M 10 SO 2 on the hydrophilic side of the electrode. The liquid temperature was kept at 17 ° C. After 1 hour the concentration of Cu was found to have decreased to 0.0032 M and after 2.5 hours to 0.0003 M. At the end of the experiment the cell was opened and it was found that the granules of activated carbon were covered with a layer copper and also a copper film was observed on the hydrophilic side of the gas diffusion electrode. From calculation it follows that the constant for the conversion speed in the -5
eerste uur 6,8 x 10 m/s bedroeg. Deze waarde is vergelijkbaar met de constante voor de omzettingssnelheid zoals gevonden in voorbeeld I. Voorbeeld IVfirst hour was 6.8 x 10 m / s. This value is comparable to the conversion rate constant as found in Example I. Example IV
Oxidatie van Fe^+ tot Fe^+.Oxidation of Fe ^ + to Fe ^ +.
De gasdiffusiecel werd toegepast zoals aangegeven in voorbeeld I waarbij echter aan de gasruimte zuurstof werd toegevoerd en in de vloeistofruimte werd een oplossing toegevoerd van 0,5 M HgSO^ waaraan FeSO^ was toegevoegd. De reaktieomstandigheden waren dezelfde als aangegeven in voorbeeld I. Nadat de oplossing gedurende 1 uur en gedurende 2,5 uren was doorgevoerd, werden monsters geanalyseerd. Uit de analyseresultaten werden de stofomzettingssnelheidsconstanten berekend.The gas diffusion cell was used as indicated in Example 1, however, oxygen was supplied to the gas space and a solution of 0.5 M HgSO 2 to which FeSO 2 was added in the liquid space. The reaction conditions were the same as indicated in Example 1. After the solution had run for 1 hour and 2.5 hours, samples were analyzed. The dust conversion rate constants were calculated from the analysis results.
De experimenten werden op twee wijzen uitgevoerd, te weten g) een niet gepakte vloeistofcel en h) een vloeistofruimte die was gepakt met' actieve kool zoals aangegeven in voorbeeld I. De resultaten zijn weergegeven in tabel C.The experiments were performed in two ways, namely g) an unpacked liquid cell and h) a liquid space packed with activated carbon as indicated in Example 1. The results are shown in Table C.
TABEL CTABLE C
2+ [Fe ] periode k (m/s) g) 0,010 1 uur 0,12 x 10"5 2.5 uren 0,05 x 10 ^ h) 0,010 1 uur 1,7 x 10"5 2.5 uren 1,3 x 10 ^2+ [Fe] period k (m / s) g) 0.010 1 hour 0.12 x 10 "5 2.5 hours 0.05 x 10 ^ h) 0.010 1 hour 1.7 x 10" 5 2.5 hours 1.3 x 10 ^
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL9101022A NL9101022A (en) | 1991-06-13 | 1991-06-13 | Method for carrying out a chemical reaction in a gas diffusion cell |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL9101022 | 1991-06-13 | ||
| NL9101022A NL9101022A (en) | 1991-06-13 | 1991-06-13 | Method for carrying out a chemical reaction in a gas diffusion cell |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NL9101022A true NL9101022A (en) | 1993-01-04 |
Family
ID=19859368
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NL9101022A NL9101022A (en) | 1991-06-13 | 1991-06-13 | Method for carrying out a chemical reaction in a gas diffusion cell |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| NL (1) | NL9101022A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6217728B1 (en) | 1998-09-25 | 2001-04-17 | Degussa-Huls Ag | Electrolysis cell |
-
1991
- 1991-06-13 NL NL9101022A patent/NL9101022A/en not_active Application Discontinuation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6217728B1 (en) | 1998-09-25 | 2001-04-17 | Degussa-Huls Ag | Electrolysis cell |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0561966B1 (en) | Electrode, provided with a polymer coating with a redox enzyme bound thereto | |
| Kalcher et al. | Sensors based on carbon paste in electrochemical analysis: a review with particular emphasis on the period 1990–1993 | |
| US5842983A (en) | Biosensor | |
| Coughlin et al. | Immobilized‐enzyme continuous‐flow reactor incorporating continuous electrochemical regeneration of NAD | |
| US4959135A (en) | Polyalkylamine complexes for ligand extraction and generation | |
| Nishizawa et al. | Metal nanotubule membranes with electrochemically switchable ion-transport selectivity | |
| US4473449A (en) | Flowthrough electrochemical hemodialysate regeneration | |
| Markowitz et al. | Perforated monolayers: porous and cohesive monolayers from mercurated calix [6] arenes | |
| Van Galen et al. | Irreversible self-assembly of monomolecular layers of a cobalt (II) hexadecyltetrapyridylporphyrin amphiphile at gold electrodes and its catalysis of oxygen reduction | |
| Su et al. | Covalent organic frameworks and electron mediator-based open circuit potential biosensor for in vivo electrochemical measurements | |
| US4464236A (en) | Selective electrochemical oxidation of organic compounds | |
| JPH07110356B2 (en) | Method for reacting reducing or oxidizing substance in aqueous solution and potentiometric cell | |
| Wang et al. | Sol‐gel‐derived cobalt phthalocyanine‐dispersed carbon composite electrodes for electrocatalysis and amperometric flow detection | |
| Koopal et al. | Third-generation amperometric biosensor for glucose. Polypyrrole deposited within a matrix of uniform latex particles as mediator | |
| Bartlett et al. | Approaches to the Integration of Electrochemistry and Biotechnology: I. Enzyme‐Modified Reticulated Vitreous Carbon Electrodes | |
| NL9101022A (en) | Method for carrying out a chemical reaction in a gas diffusion cell | |
| JPH06341972A (en) | Sensor device | |
| Carlos | Use of ruthenium–(ethylenedinitrito)-tetraacetic acid monohydrate ion immobilized on zirconium (IV) oxide coated silica gel surface as an amperometric sensor for oxygen in water | |
| US3957506A (en) | Catalytic water treatment to recover metal value | |
| Khan | Organic charge transfer complex based printable biosensor | |
| Uchiyama et al. | L‐Ascorbate sensor with polypyrrole‐coated carbon felt membrane electropolymerized in a cucumber juice solution | |
| Rao | Electrochemistry for environmental protection | |
| Tarasevich et al. | The influence of hem-containing proteins and their active sites on the electro-reduction of molecular O2 | |
| Broda et al. | The Mn (II)/Mn (Hg) electrode reaction in acetonitrile and its mixtures with water | |
| US4432872A (en) | Apparatus for oxidation or reduction process in water solution with electrochemically active catalyst on a porous carrier |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A1B | A search report has been drawn up | ||
| BV | The patent application has lapsed |