【摘 要】
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硫化氢(H2S)是一种无色的毒性较大的气体,产生于石油与天然气生产及其加工运输环节,如果将这种气体不经过处理,然后排放到环境中,会对人类造成威胁。间接电解法处理硫化氢,能同时回收硫磺和氢气,但该体系酸性较强,工业应用设备选材受限。为克服间接电解法缺点,本文采用碱性络合铁吸收液同时制备SPE电极,并考察了硫化氢间接电解过程中吸收液电解再生过程中SPE电极与非SPE电极对电解反应的影响。SPE电极(固
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硫化氢(H2S)是一种无色的毒性较大的气体,产生于石油与天然气生产及其加工运输环节,如果将这种气体不经过处理,然后排放到环境中,会对人类造成威胁。间接电解法处理硫化氢,能同时回收硫磺和氢气,但该体系酸性较强,工业应用设备选材受限。为克服间接电解法缺点,本文采用碱性络合铁吸收液同时制备SPE电极,并考察了硫化氢间接电解过程中吸收液电解再生过程中SPE电极与非SPE电极对电解反应的影响。SPE电极(固体聚合物电解质电极)制备研究结果表明,石墨布/GN-112离子膜/石墨布SPE电极的最优热压条件为:热压温度200℃、热压时间50s、压力为0.1MPa、PTFE负载量20%、Nafion负载量20%、聚乙二醇负载量20%。不锈钢/GN-112离子膜/不锈钢SPE电极的最优热压条件:热压温度130℃、热压时间100s、压力0.1MPa、1%的PTFE溶液、1%的Nafion溶液、1%的聚乙二醇溶液。论文研究了EDTA-Fe(Ⅱ)在不同电极材料上的氧化速度。结果表明,石墨布网SPE电极的电解性能要优于不锈钢SPE电极的电解性能。pH值对石墨布SPE电极的电解过程影响较小;在相同温度下,随着pH值的升高,交换电流密度逐渐增大。在溶液pH=10时,反应速率最大;非SPE电极比较中,不锈钢电极性能优于石墨布电极性能。对于不锈钢电极,在相同温度下,溶液电阻随pH值得升高先增加后减小,pH为10此时溶液电阻为1.712Ω。在相同pH下,随着温度的升高,交换电流密度逐渐增大,即60℃时反应速率最大;非SPE电极与SPE电极的阴极电流效率≈100%。由阴极反应提取的阴极析出气体色谱分析结果可知阴极获得的气体为高纯氢气。但SPE电极的析氢电势大,并且极化电流高于非SPE电极5-6倍左右。
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