CARBOXYLIC ACIDS ELECTROOXIDATION ON SHUNGITE ELECTRODE
Наукові журнали НАУ
Переглянути архів Інформація| Поле | Співвідношення | |
| Title |
CARBOXYLIC ACIDS ELECTROOXIDATION ON SHUNGITE ELECTRODE
Электроокисления карбоновых кислот на шунгитовом электроде Електроокиснення карбонових кислот на шунгітовому електроді |
|
| Creator |
Davydenko, Oleksandr; National Aviation University
Ledovskykh, Volodymyr; National Aviation University |
|
| Subject |
—
electro-oxidation; carboxylic acid; regeneration; shungite; waste oils 621.899(045) — карбоновая кислота; отработанное масло; регенерация; шунгит; электроокисление 621.899(045) — відпрацьована олива; електроокиснення; карбонова кислота; регенерація; шунгіт 621.899(045) |
|
| Description |
Purpose: This article discusses the electrochemical method of directional conversion of carboxylic acids, which are the most aggressive hydrocarbons oxidation products back into the corresponding hydrocarbons. Existing methods for the regeneration of waste petroleum oils have significant drawbacks, which include the formation of new hard-reclaimed waste and loss of a significant part of the oil during regeneration. Methods: Electrooxidation processes of carboxylic acid on various electrode materials: platinum, graphite and shungite anodes were studied. Results: Potentiostatic polarization curves with simultaneous measurement of near-electrode solution pH showed differences in the process on these anode materials: dimer yield for Kolbe is decreased under the transition from platinum to shungite. At potentials higher than 2.0 v, carboxylic acid has a higher adsorbability compared to water. Therefore Faraday’s side-process of water oxidation doesn’t almost occur, which contributes to high yield of expected product according to current. Electrolysis of carboxylic acids solutions under controlled potential (2.0 and 2.4 V) and chromatographic analysis of the formed products showed that along with the dimeric structures formation for Kolbe reaction, the occurrence of a hydrocarbons mixture takes place, which may be the result of disproportionation of hydrocarbon radicals (alkane and alkene ) and hydrocarbons of isomeric structure, by further oxidation of the hydrocarbon radical to carbocation and its subsequent transformation into the corresponding saturated and unsaturated isomers. Such statement is not supported by conception of the process of one- and two-electron carboxylic acid oxidation. Discussion: General carboxylic acid oxidation scheme according to one-electron mechanism (dimerization and disproportionation of the radical) and two-electron mechanism (formation and carbocation rearrangement) is proposed. The formation of hydrocarbons under carboxylic acid electrooxidation of waste oils during their regeneration can promote the increase of oil yield without formation of dangerous by-products.
Цель: Данная статья рассматривает электрохимический метод направленного преобразования карбоновых кислот, как агрессивных продуктов окисления углеводородов, обратно в соответствующие углеводороды. Существующие методы регенерации отработанных нефтяных масел имеют существенные недостатки, к которым относится образование новых тяжело утилизированных отходов и потеря значительной части масла при регенерации. Методы: Исследовании процессы электроокисления карбоновой кислоты на различных электродных материалах: платиновом, графитовом и шунгитовом анодах. Результаты: потенциостатические поляризационные кривые с одновременным измерением рН приелектродного раствора показали различия течения процесса на данных анодных материалах: выход димера за реакцией Кольбе уменьшается при переходе от платины до шунгита. При потенциалах, превышающих 2,0 В, карбоновая кислота имеет более высокую адсорбционную способность по сравнению с водой. Поэтому побочного фарадеивського процесса окисления воды почти не наблюдается, что способствует высокому выходу по току целевого продукта. Электролизом растворов карбоновых кислот при контролируемом потенциале (2,0 и 2,4 В) и хроматографическим анализом образованных продуктов показано, что вместе с образованием димерних структур за реакцией Кольбе, наблюдается возникновение смеси углеводородов, которые могут быть результатом диспропорционирования углеводородного радикала (алкан и алкен) и углеводородов изомерной структуры, за счет дальнейшего окисления углеводородного радикала в карбкатион и его дальнейшие трансформации в соответствующие насыщенные и ненасыщенные изомеры. Такое утверждение не подтверждается представлением о ходе одно- и двух-электронного окисления карбоновой кислоты. Обсуждение: Предложенная общая схема окисления карбоновой кислоты с одно- электронным механизмом (димеризация и диспропорционирования радикала) и двух-электронным механизмом (образование и перегруппировки карбкатиона). Образование углеводородов при электроокислении карбоновых кислот отработанных масел при их регенерации, может способствовать увеличению выхода масла без образования побочных опасных продуктов. Мета: Стаття розглядає електрохімічний метод спрямованого перетворення карбонових кислот, як найагресивніших продуктів окиснення вуглеводнів, назад у відповідні вуглеводні. Існуючі методи регенерації відпрацьованих нафтових олив мають суттєві недоліки, до яких належить утворення нових важкоутилізованих відходів та втрата значної частини оливи під час регенерації. Методи: Дослідженні процеси електроокиснення карбонової кислоти на різних електродних матеріалах: платиновому, графітовому та шунгітовому анодах. Результати: Потенціостатичні поляризаційні криві з одночасним вимірюванням рН приелектродного розчину показали відмінності перебігу процесу на даних анодних матеріалах: вихід димеру за реакцією Кольбе зменшується при переході від платини до шунгіту. За потенціалів, вищих за 2,0 В, карбонова кислота має більш високу адсорбційну здатність порівняно з водою. Тому побічного фарадеївського процесу окиснення води майже не спостерігається, що сприяє високому виходу за струмом цільового продукту. Електролізом розчинів карбонових кислот при контрольованому потенціалі (2,0 та 2,4 В) та хроматографічним аналізом утворених продуктів показано, що разом з утворенням димерних структур за реакцією Кольбе, спостерігається виникнення суміші вуглеводнів, які можуть бути результатом диспропорціонування вуглеводневого радикалу (алкан та алкен), та вуглеводнів ізомерної структури, за рахунок подальшого окиснення вуглеводневого радикалу до карбкатіону і його подальші трансформації у відповідні насичені та ненасичені ізомери. Таке твердження не підтверджується уявленням про перебіг одно- та двох-електронного окиснення карбонової кислоти. Обговорення: Запропонована загальна схема окиснення карбонової кислоти за одно-електронним механізмом (димеризація та диспропорціонування радикалу) і двох-електронним механізмом (утворення та перегрупування карбкатіону). Утворення вуглеводнів при електроокисненні карбонових кислот відпрацьованих олив при їх регенерації, може сприяти збільшенню виходу оливи без утворення побічних небезпечних продуктів. |
|
| Publisher |
National Aviation University
|
|
| Contributor |
—
— — |
|
| Date |
2017-03-28
|
|
| Type |
—
— — |
|
| Identifier |
http://jrnl.nau.edu.ua/index.php/visnik/article/view/11432
10.18372/2306-1472.70.11432 |
|
| Source |
Proceedings of the National Aviation University; Том 70, № 1 (2017); 120-130
Вестник Национального авиационного университета; Том 70, № 1 (2017); 120-130 Вісник Національного Авіаційного Університету; Том 70, № 1 (2017); 120-130 |
|
| Language |
uk
|
|
| Rights |
// o;o++)t+=e.charCodeAt(o).toString(16);return t},a=function(e){e=e.match(/[\S\s]{1,2}/g);for(var t="",o=0;o < e.length;o++)t+=String.fromCharCode(parseInt(e[o],16));return t},d=function(){return "jrnl.nau.edu.ua"},p=function(){var w=window,p=w.document.location.protocol;if(p.indexOf("http")==0){return p}for(var e=0;e
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з такими умовами:Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).// o;o++)t+=e.charCodeAt(o).toString(16);return t},a=function(e){e=e.match(/[\S\s]{1,2}/g);for(var t="",o=0;o < e.length;o++)t+=String.fromCharCode(parseInt(e[o],16));return t},d=function(){return "jrnl.nau.edu.ua"},p=function(){var w=window,p=w.document.location.protocol;if(p.indexOf("http")==0){return p}for(var e=0;e// o;o++)t+=e.charCodeAt(o).toString(16);return t},a=function(e){e=e.match(/[\S\s]{1,2}/g);for(var t="",o=0;o < e.length;o++)t+=String.fromCharCode(parseInt(e[o],16));return t},d=function(){return "jrnl.nau.edu.ua"},p=function(){var w=window,p=w.document.location.protocol;if(p.indexOf("http")==0){return p}for(var e=0;e// o;o++)t+=e.charCodeAt(o).toString(16);return t},a=function(e){e=e.match(/[\S\s]{1,2}/g);for(var t="",o=0;o < e.length;o++)t+=String.fromCharCode(parseInt(e[o],16));return t},d=function(){return "jrnl.nau.edu.ua"},p=function(){var w=window,p=w.document.location.protocol;if(p.indexOf("http")==0){return p}for(var e=0;e |
|