Деструкция ароматических соединений в условиях электрохимической генерации активного хлора

Выводы.

I. Методами кривых заряжения и адсорбционных сдвигов потенциала, а также прямых адсорбционных измерений с использованием ПАВ исследована адсорбция фенола и флуоресцеина на платине и графите в водных растворах. Установлено :

1. Адсорбция фенола на платине проявляется как через диссоциативную хемосорбцию, вызванную процессами дегидрирования, так и через физическую адсорбцию.

2. Адсорбция флуоресцеина на платине проявляется через четко выраженную ассоциативную хемосорбцию, а также физическую адсорбцию.

3. Адсорбция фенола и флуоресцеина на графитах проявляется, главным образом, через физическую адсорбцию.

II. Методами спектрофотометрии, тонкослойной хроматографии, хромато-масс-спектрометрии, в сочетании с титриметрическими измерениями, исследовано окисление фенола и флуоресцеина на платине и графите в условиях электрохимической генерации активного хлора и показано :

1. В условиях электрохимической генерации активного хлора происходит глубокое деструктивное окисление, сопровождающееся разрушением ароматических ядер.

2. Разрушению ароматических ядер предшествуют стадии последовательного хлорирования физически и ассоциативно адсорбированных молекул.

3. Малые отличия в эффективности деструкции ароматических структур при переходе от платиновых к графитовым анодам предопределяют возможность замены платины на графит в рассматриваемых системах.

III. Методами хромато-масс-спектрометрии, с использованием сертифицированных методик, проведен анализ на наличие диоксинов в хлоридных растворах фенола и флуоресцеина, предварительно подвергнутых электролизу и установлено ;

1. Электролиз хлоридных растворов фенола и флуоресцеина при использовании платинового анода не сопровождается появлением токсичных форм диоксинов.

2. Электролиз с использованием графитовых анодов сопровождается появлением в растворах токсичных форм диоксинов.

IV. На основе полученного экспериментального материала и анализа литературных данных высказаны определенные рекомендации по использованию электрохимической генерации активного хлора при решении экологических проблем :

1. Электрохимическая генерация активного хлора на платине является эффективным методом очистки сточных вод от ароматических соединений, не сопровождающимся образованием токсичных форм диоксинов.

2. Замена платиновых анодов на графитовые, в условиях электрохимической генерации активного хлора, при очистке сточных вод от ароматических соединений не гарантирует диоксиновую безопасность метода и требует в каждом отдельном случае предварительного тестирования.

1. Богдановский Г. А. Исследования в области адсорбционных и электрокаталитических процессов на катализаторах платиновой группы. Дисс.докт. хим. наук. -М, 1970. -378с.

2. Подловченко Б. И., Горгонова Е. П. Определение состава продуктов, хемосорбирующихся на поверхности платинированной платины в растворе метанола, методом кривых заряжения//Докл. АН СССР.-1964. -Т.156. -№ 3. -с.673−676.

3. Дамаскин Б. Б., Петрий О. А., Батраков В. В. Адсорбция органических соединений на электродах. -М.: Наука, 1968.-332с.

4. Минакшисундарам Н., Васильев Ю. Б., Багоцкий B.C. Адсорбция муравьиной кислоты на платиновом электроде. Природа адсорбированных частиц//Электрохимия.-1967.-Т.З.-№ 2.-С.193−199.

5. Закумбаева Г. Д. Взаимодействие органических соединений с поверхностью металлов VII группы. -Алма-Ата: Наука, 1978. -296с.

6. Подловченко Б. И., Петрий О. А., Фрумкин А. Н. О природе минимума на кривых смещения потенциала платинированного платинового электрода при введении органических веществ.//Докл.АН СССР. -1963. -Т.153. -№ 2. -с.379−382.

7. Подловченко Б. И. О процессах, протекающих при введении платинированного платинового электрода в растворы С2Н5ОН, н-С3Н7ОН, н-С4Н9ОН//Электрохимия. -1965. -Т.1. -с.101−106.

8. Подловченко Б. И., Стенин В. Ф. Об адсорбции водорода на платинированной платине в присутствии хемосорбированных предельных спиртов и альдегидов// Электрохимия-1967. -Т.З. -№ 5. -с.649−653.

9. Энтина B.C., Петрий О. А., Житнев Ю. Н. Поведение платино-рутениевого электрода в растворах предельных спиртов и ацетальдегида//Электрохимия.-1967. -Т.З. -№ 3. -с.344−348.

10. Ю. Щерев Г. И., Богдановский Г. А., Хомченко Т. П. Поведение кротонового альдегида на палладиевой черни //Вестник МГУ. Серия 2. Химия. -1968. -№ 6. -с.79.

11. Богдановский Г. А., Бобанова Ж. И., Богословский Ю. Н., Вовченко Г. Д. Хроматографический анализ продуктов взаимодействия аллилового спирта с родиевой чернью в условиях разомкнутой цепи.//Электрохимия.-1969.-Т.5. -№ 8.-с.921−925.

12. Шаккак А. И., Богдановский Г. А., Хомченко Г. П. Исследование адсорбции некоторых предельных кислот на платине методом кривых заряжения//Вестник МГУ. Серия 2. Химия-1972. -Т.13. -№ 4. -с.424−427.

13. Петрий О. А., Лоханян Н. О нестационарных процессах при контакте родиевого электрода с растворами органических веществ//Электрохимия.-1968. -Т.4. -№ 5. -с.514−518.

14. Н. Архарова Г. Л., Гуськова Л. Г., Богдановский Г. А. О поведении хлорзамещенных уксусной кислоты на платинированной платине//Электрохимия.-1970. -Т.6. -№ 8. -с.1207−1210.

15. Архарова Г. Л., Богдановский Г. А., Гуськова Л. Г. О поведении хлорзамещенных метана на платинированной платине//Электрохимия.-1973. -Т.9. -№ 11. -с.1729−1732.

16. Архарова Г. Л., Богдановский Г. А., Вовченко Г. Д., Васильев Ю. Б. Природа частиц, образующихся при хемосорбции хлорзамещенных уксусной кислоты на платине// Вестник МГУ. Серия 2. Химия,-1976. -№ 4. с.498−499.

17. Богдановский Г. А., Шаккак А. И. О поведении этилового эфира на платинированной платине в растворах серной кислоты//Электрохимия. -1970. -Т.6. -вып.2. -с.290−291.

18. Мамедов Э. А., Видович Г. Л., Богдановский Г. А. Адсорбция некоторых сахаристых веществ из водных растворов//Тез. Докл. Всесоюзной конф. «Электрохимия и охрана окр. среды». -Иркутск. 20−23 июня. -1984. -с.44.

19. Мамедов Э. А., Красников С. Ю., Видович Г. Л., Богдановский Г. А. Электрокаталитические свойства платинированной платины в присутствии сахаристых веществ. Деп. ВИНИТИ, № 4608.85. -1985.

20. Андреев В. Н., Шлепаков А. В. О природе продуктов адсорбции нафталина на платинированном платиновом электроде.//Электрохимия.-1989. -Т.25. -№ 4. -с.538−539.

21. Данилова Е. В. Адсорбция некоторых ПАВ на платинированной платине. Материалы конференции молодых ученых химического факультета МГУ //Деп.ВИНИТИ. № 34.МГУ. М.-1989. -ч.1. -№ 5357. -В.89. -с.88−89.

22. Horanyi G., Vertes G. Study of the adsorption of p-nitrophenol on platinized platinum electrodes. Chem.-1973. -V.43. -p.441−447.

23. Водзинский Ю. В., Скворцов Н. П., Коршунов И. А. Применение графитового электрода при вольтамперометрическом окислении органических веществ//Электрохимия.-1973. -Т.9. -вып.4. -с.469−472.

24. Тарасевич М. Р. Электрохимия углеродных материалов.-М.: Наука, 1984. -65с.

25. Шаккак А. И., Богдановский Г. А., Хомченко Г. П. Исследование адсорбции фенола на платине методом кривых заряжения//Вестник МГУ. Серия 2. Химия.-1969. -вып.4. -с. 118−120.

26. Богдановский Г. А., Шаккак А. И. Адсорбция толуола на платинированной платине //Вестник МГУ. Серия 2. Химия,-1969. -вып.5. -с. 111−113.

27. Першина Е. Д., Видович Г. Л., Богдановский Г. А. Адсорбция азокрасителей на платине.//Вестник МГУ. Серия 2. Химия.-1992. -Т.ЗЗ. -№ 6. -с.555−557.

28. Proceedings of the Symposium on Energy and Electrochemical Proccessing for a Cleaner Environment, C.W.Walton and E.J.Rudd, eds. The Electrochemical Society Inc. Pennington. -1998. -NJ. -PV 97−28. -p.51−60.

29. F. Gottardi, L. Milan, P.Pannocchia. Electrochemical treatment of bisphenol-A containing wastewaters.//Appl.Electrochem.-1994. -Vol.24. -Nr.10. -p. 1052−1058.

30. Ch. Comninellis and A.Nerini. Anodic oxidation of phenol in the presence of NaCl for wastewater treatment.//J.Appl.Electrochem., 1995, Vol. 25, №. 1, p. 23 -29.

31. Faita G., Fiori G. Anodic discharge of chloride ions on Pt-Ir alloy electrodes //J.Electrochem.Soc.-1970. -V.117. -№ 10. -p.1333−1335.

32. Yokoyama Т., Enyo G. Mechanism of the chlorine electrode reaction on platium/ Iridium and rhodium in aqueous hydrochloric acid.//Electrochim. Acta.-1970. -V.15. -№ 12. -p.1921;1943.

33. Краснобородько И. Г., Светашова Е. И. Электрохимическая очистка сточных вод. -JL: Стройиздат, 1978. -269 с.

34. Никитин И. В. Химия кислородных соединений галогенов.-М.: Наука, 1986. -97с.

35. Шевченко М. А., Марченко П. В., Таран П. Н., Лизунов В. В. Окислители в технологии водообработки. -Киев: Наукова Думка, 1979. -156с.

36. Краснобородько И. Г. Деструктивная очистка сточных вод от красителей.-Л.:Химия, 1988. -325с.

37. Туманова Т. А., Флис И. Е. Физико-химические основы отбелки целлюлозыХимические и физико-химические свойства хлора и его кислородных соединений/ Под ред. К. П. Мищенко.-М.: Лесная промышленность, 1972. -262с.

38. Яковлев С. В., Краснобородько И. Г., Рогов В. М. Технология электрохимической очистки воды.-Л.: Стройиздат, 1987. -312 с.

39. M. Gattrell, D.W.Kirk. The electrochemical oxidation of aqueous phenol at a glassy carbon electrode//Can.J.Chem.Eng.-1990. -Vol.68. -№ 6. -p.997−1003.

40. Ch.Comninellis.Electrochemical oxidation of organic pollutants for wastewater treatment.//Studies in environmental science.-1994. -Vol.59, -p. 77 -82.

41. A.M.Polcaro and S.Palmas. Electrochemical Oxidation of Chlorophenols.//Ind. Eng. Chem.Res.-1997. -Vol. 36. -№. 5. -p. 1791 -1798.

42. D. С Johnson, J. Feng, L.L.Houk. Direct electrochemical degradation of organic wastes in aqueous media.//Electrochim. Acta.-2000. -Vol. 46. -№. 2−3. -p. 323 330.

43. N. Belhadj Tahar and A.Savall. Mechanistic Aspects of Phenol Electrochemical Degradation by Oxidation on a Ta/Pb02 Anode.//J.Electrochem Soc., 1998, Vol. 145, №. 10, p.3427−3434.

44. L. Brossard, M. Drogowska and H.Menard. Electrodissolution of iron in sodium sulfate and sodium bicarbonate solutions at pH 8.//J.Appl. Electrochem.-1998. -Vol. 28. -№. 2, -p. 173 -179.

45. Sung-Mo Moon and Su-Il Pyun. The formation and dissolution of anodic oxide films on pure aluminium in alkaline solution.//Electrochim. Acta.-1999. -Vol.44, -2445−2454.

46. Shimizu Т., Kunugi A., Nagaura Sh. Anodic oxidation of the Phenol on Platium in aqueous H2S04.//Denki kagaku.-1975. -V.43. -№ 5. -p.269−284.

47. Кульский JI.A., Гребенюк В. Д., Савлук О. С. Электрохимия в процессах очистки воды.-Киев: Знание, 1985. -17 с.

48. Яковлев С. В. Технология электрохимической очистки воды.-Л.: Стройиздат, 1997. -235с.

49. Saracco G. Transport properties of monovalent-ion-permselective membranes.//Chem. Eng. Sci.-1997. -Vol.52, -p.3019−3031.

50. Ch. Comninellis and C.Pulgarin. Electrochemical oxidation of phenol for wastewater treatment using Sn02 anodes.//J.Appl.Electrochem.-1993. -Vol.23. -№.2. -p. 108−115.

51. Ch.Comninellis. Electrocatalysis in the electrochemical conversion/combustion of organic pollutants for waste water treatment (L).//Electrochim. Acta.-1994. -Vol.39. -№.11/12. -p. 1857−1863.

52. Схемы канализования, очистка сточных вод предприятий бытовой химии.-М.: НИИТЭХИМ, 1977. -49 с.

53. Штыркова С. Ю. Электрокаталитическое окисление фенола. Дис.канд.хим.наук: -М.: МГУ им. М. В. Ломоносова.-1994. -144 с.

54. K.T.Kawagoe, D.C.Johnson. Electrocatalysis of Anodic Oxygen-Transfer Reactions. Oxidation of Phenol and Benzene at Bismuth-Doped Lead Dioxide.//J.Electrochem.Soc. -1994. -Vol.141. -№ 12. -p. 3404−3409.

55. Шевченко M.A., Марченко П. В., Таран П. Н., Лизунов В. В. Окислители в технологии водообработки.-Киев: Наукова Думка, 1979. -156 с.

56. Лурье Ю. Ю., Краснов Б. П., Панова В. А. Окисление фенолов методом хлорирования.-М.: ВОДГЕО, 1962. -20 с.

57. Sheng Н. Lin and Chi F.Peng. Treatment of textile wastewater by electrochemical method//Water research.-1994. -V.28. -№ 2. -p.277−282.

58. J.S. Do and M.L.Chen. Decolorization of dye-containing solutions by electrocoagulation //J.Appl.Electrochem.-1994. -Vol.24. -№ 8. -785−790.

59. J.S. Do and C.P.Chen. In situ oxidative degradation of formaldehyde with hydrogen peroxide electrogenerated on the modified graphites.//J.Appl.Electrochem.-1994. -Vol.24. -№ 9. -936−942.

60. Е. Д. Першина, Э. А. Мамедов, В. ЛЛрных, Г. А. Богдановский. Электрохимическое обесцвечивание сточных вод производства аналиновых красителей с использованием графитовых анодов.//Вестник МГУ. Серия 2. Химия,-1992. -Т.33. -№ 4. -с.381−382.

61. Данилова Е. В., Камкин А. Н., Богдановский Г. А. О возможности электрохимического окисления некоторых ПАВ на ОРТА//Деп.ВИНИТИ. № 5263. В-89.

62. Данилова Е. В., Камкин А. Н., Богдановский Г. А. Роль хлорид-ионов в процессе электрохимического окисления некоторых ПАВ//Деп.ВИНИТИ. № 5261. В-89.

63. S. Ferro, F. Lavezzo, G. Lodi, A. De Battisti, F. Bonfatti, M.Malacarne. Anodic mineralization of organic substrates in chloride-containing aqueous media//International conference of electrocatalysis. Italy. Sept. -1999.

64. Федоров JI.A. Диоксины как экологическая опасность: ретроспективы и перспективы.-М.: Наука, 1993. -266с.

65. Будников Г. К. Диоксины и родственные соединения как экотоксиканты//Соросовский образовательный журнал-1997. -Т.8. -с.38−44.

66. Б. Н. Филатов, А. Е. Данилина, Г. М. Михайлов, М. Ф. Киселев. Диоксин.-М., 1997. -132с.

67. Андрианов К. А., Скипетров В. В. Синтетические жидкие диэлектрики.-М.: Госэнергоиздат, 1962. -176с.

68. Шахнович М. И. Синтетические жидкости для электрических аппаратов.-М.: Энергия, 1972.-200с.

69. Rappe С., Andersson R., Berdgvist P. et al. Overview on environmental fate of chlorinated dioxins and dibenzofurans. Sources, levels and isomeric pattern in various matrices.//Chemosphere.-1987. -Vol.16. -№ 8/9. -p.1603−1618.

70. Amendola G.A., Barna D., Blosser R et al. The occurrence and fate of PCDDs and PCDFs in five bleached kraft pulp and paper mills.//Chemosphere.-1989. -Vol.18. -№ 1/6, -p.l 181−1188.

71. Oehme M., Brevik E.M., Mano S., Nas K.//Organohalogen compounds: short papers of 10th Intern. Meeting «Dioxin-90» -ERPI Seminar.-1990. -Vol.1, -p.591−594.

72. Marklund S., Kjeller L., Hansson M. et al.//Chlorinated dioxins and dibenzofurans in perspective. Chelsea: Lewis.-1986. -p.79−92.

73. Whittemore R.C., LaFleur L.E., Gillespie W.J. et al. USEPA/Paper industry cooperative dioxin study: the 104 Mill study.//Chemosphere.-1990. -Vol.20. -№ 10/12. -p. 16 251 632, 1633−1640.

74. Диоксины-супертоксиканты XXI века. Федеральная программа. Информационный выпуск № 2. Под ред. Ю. М. Арского.-М.: ВИНИТИ., 1998. -142с.

75. Т. Мюир, Т. Эдер, Р. Малдун, С.Лернер. Применение стратегии практической ликвидации к сырью химической промышленности хлору.-Иркутск, — ОАО «Изд-во института географии», 1999. -32с.

76. Якименко Л. М. Производство хлора, каустической соды и неорганических хлорпродуктов.-М.: Химия, 1974. -597с.

77. Rappe С., Glas В., Kjeller L.-O et al. Levels of PCDDs and PCDFs in products and effluent from the swedish pulp and paper industry and chloralkali process. //Chemosphere.-1990. -Vol.20. -№ 10/12. -p.1701−1706.

78. Лебедев А. Т., Мошкарина H.A., Клюева O.H., Петросян B.C., Бродский Е. С., Клюев Н. А. Возможность образования полихлорированных бифенилов, дибензофурана и дибензо-п-диоксина при хлорировании воды. //Токсикологический вестник. -1995. -№ 1. -с.42−44.

79. Федоров JI.A. Второй диоксиновый фронт//Химия и жизнь.-1992. -№ 2. -с.30−35.

80. Федоров Л. А. Диоксины в питьевой воде//Химия и жизнь.-1993. -№ 1. -с.82−86.

81. Drechsler W.D. Destruction of PCDD/PCDF by non-thermal methods.//Chemosphere. -1986. -Vol.15. -№ 9/12. -p.1529−1534.

82. Stoddard T.L. Demonstration of innovative remedial action technologies at Unites States military dioxin contaminated sites//Chemosphere.-1986. -Vol.15. -№ 9/12. -p.1535−1541.

83. Smith A.H., Pearce N.E. Update on soft tissue sarcoma and phenoxyherbicides in New Zealand.//Chemosphere.-1986. -Vol.15. -№ 9/12. -p.1795−1799.

84. А. В. Фокин., Е. Б. Богачук, Н. П. Воробьева, Н. И. Раевский, Ю. А. Борисов, А. Ф. Коломиец. Электронное строение и модели рецептора индукторов монооксигеназ из числа полихлорированных полициклических соединений.//Известия АН СССР,-1991. -№ 1. -с. 101−105.

85. Srinivasan K.R., Fogler H.S. Chlorinated dioxins and dibenzofurans in perspective//Chemosphere.-1989. -Vol.18. -№ 1/6. -p.333−342.

86. Marple L., Dei Rossi D., Throop L. Solving hazardous waste problems: learning from dioxins/jkmer.Chem.Soc.-1987. -p.286−290.

87. Костоусова M.H. Обезвреживание диоксинов и фуранов в окружающей среде: Аналитический обзор.-М.: МП Изана., 1991. -87с.

88. Лурье Ю. Ю., Рыбникова А. И. Химический анализ производственных сточных вод.-М.: Химия, 1979. -352 с.

89. Н. И. Черноусова, Г. И. Елфимова, Г. А. Богдановский. Распад Н2О2 на платинированной платине в присутствии адсорбированных галогенид-ионов.//Журнал физической химии.-1979. -Т.53. № 10. -с.2589−2592.

90. Хренкова Т. М. Механохимическая активация углей.-М.: Недра, 1993. -176с.

91. Щукин Е. С., Перцов А. В., Амелина Е. А. Коллоидная химия.-М.: Высшая школа, 1992. -414с.

92. Bogdanovsky G., Savelieva Т., Shtyrkova S. Phenol removing from the water during the electrochemical generation of active chlorine. //Proceedings of the SRA-E. 9th Conference, Rotterdam. The Netherlands. October 10−13.-1999. -p.196.

93. А. Н. Пушкин, А. П. Руденко. О механизме образования полициклитических ароматических углеводородов при каталитическом окислении графита молекулярным кислородом//Химия твердого топлива-1998. -№ 6. -с.69−75.

94. А. П. Руденко, И. И. Кулакова. Поликонденсация углеродсодержащих молекул и проблемы образования горючих ископаемых и круговорота углерода в природе//Вестник МГУ. Серия 2. Химия.-1996. -Т.37. -№ 6. -с.544−567.