Celem pracy było przeprowadzenie w warunkach laboratoryjnych procesu elektroutleniania frakcji glicerynowej, pochodzącej z produkcji biodiesla. Praca obejmuje: ustalenie mechanizmu procesu elektroutleniania, wyznaczenie parametrów kinetycznych i dobór parametrów procesowych.
Proces elektroutleniania był prowadzony na trzech katalizatorach – platynie gładkiej , gładkim niklu oraz niklu typu Reney’a, w trzech temperaturach 293K, 323K, 343K, przy trzech kombinacjach stężeń elektrolitu i frakcji glicerynowej. Proces elektrodowy przebiega wieloetapowo. Produktami elektroutleniania są kolejno: dihydroksyaceton, kwas oksypirogronowy, kwas mezoksalowy.
Dokonano analizy wpływu temperatury i stężenia glicerolu oraz elektrolitu na przebieg procesu. Dla wszystkich katalizatorów zaobserwowano, że wraz ze wzrostem temperatury wzrasta gęstość prądu. Wyznaczono energie aktywacji procesu elektrodowego, gęstość prądu wymiany jest proporcjonalna do standardowej stałej szybkości reakcji, posługując się jedynie gęstościami prądu wymiany wyznaczonymi w temperaturach 293K, 323K,343K wyznaczono proste zgodnie z modelem Arrheniusa. Współczynniki kierunkowe tych prostych przemnożone przez stałą gazową R dają wprost energię aktywacji procesu elektrodowego.
The purpose of this study was to operate the electrochemical oxidation process of the glycerol fraction which was obtained from the production of biodiesel, under laboratory conditions.
The study was planned to find the reaction mechanism for the electrochemical oxidation process, to determine its kinetic parameters and to select the process parameters.
The electrochemical oxidation process was conducted over three catalytic materials: smooth platinum, smooth nickel and Raney nickel; at three temperatures: 293K, 323K and 343K, and at three combinations of electrolyte and glycerol concentrations. The electrode process went through a few stages yielding dihydroxyacetone, pyruvic acid and mesoxalic acid, successively. The impacts of temperature, glycerol concentration and electrolyte concentration on the course of the process were analysed. The current density was observed to increase with the increasing temperature for all the catalysts. The activation energy values for the electrode processes were established. The exchange current density was proportional to the standard reaction-rate constant. Using only exchange current density values as found at test temperatures 293K, 323K and 343K, the straight lines were plotted according to the Arrhenius model. The slopes of those lines, when multiplied by the gas constant R, give directly the activation energy values for the electrode processes.