反应控制型pH调节作用下水溶液中S(Ⅳ)的氧化与NaHSO<,4>的制备

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提出并研究了一种氧化水溶液中SO<,2>(HSO<,3><->/SO<,3><2->)并制备硫酸氢钠的新工艺。建立了以碳棒为阴极,铂片为阳极的电化学反应装置,通过实验研究了溶液不同初始pH、阴极硫酸钠浓度和氧气流量对浓度为7mM亚硫酸(氢)盐氧化反应的影响,发现当初始pH=7时反应进行得最快;氧气流量在大于0.1L/min时基本不影响反应速率;阴极硫酸钠浓度较低(如小于0.65mol/L)时能在反应开始的前5min内提高反应速率,但不利于体系pH的维持。 向阴极池中SO<,2>(HSO<,3><->/SO<,3><2->)的水溶液通入氧气进行氧化反应,会导致氢离子的产生,同时,在外加电流的情况下,氧气在碳棒表面发生还原,导致氢离子的消耗,从而该池pH能维持在一个较高的范围内。这种pH的维持有利于SO<,2>的重复吸收和氧化。实验研究了不同电流作用下的pH维持及氧化反应情况,发现当初始pH为4或5时,外加电流能促进氧化反应的进行,而初始pH为7则无该作用。 阴极池中的硫酸钠溶液可转入阳极池,由于该池发生H<,2>O在铂片表面的氧化反应,导致pH的不断下降,从而可将硫酸钠转化成硫酸氢钠。 阴极的pH维持和阳极的pH下降都可称为反应控制型pH调节(RCpA),这种pH调节利用了反应产生的氢离子和氢氧根而非外加酸碱。我们的研究表明通过RcpA以及一定量氧气和电能的消耗,将溶液中的SO<,2>(HSO<,3><->/SO<,3><2->)转化成硫酸氢钠是可行的。
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