Спосіб одержання каталізатора реакції виділення кисню

Винахід відноситься до способів синтезу високоефективних каталізаторів реакції виділення кисню на основі сполук кобальту оксидного характеру і може бути використаний в якості електродного матеріалу в паливних елементах. Відомо, що оксидні сполуки кобальту є каталітично активними в реакції виділення кисню [1, 2] та його відновлення [3], так як ці сполуки здатні до швидких редокс (окислювально-відновних) перетворень. Вирішальним фактором, який визначає активність каталізатора є склад сполуки, її стр уктура, спосіб отримання [1]. Встановлено, що наявність OН-груп в складі оксидної сполуки сприяє утворенню редокс-систем з підвищеною каталітичною активністю [3]. Для визначення активності каталізатора використовується модельна реакція розкладу пероксиду водню [4]. Найбільш близьким по технічній суті є спосіб (прототип) одержання каталізатора [5] на основі оксидів кобальту складу, %: СоО-29-32 Со2О3-68-71 Созаг -70-73 Його одержують, розчиняючи нітрат кобальту та цитринову кислоту у воді, яку потім випаровують під вакуумом при температурі 60-800С. Після цього в'язку рідину витримують під вакуумом протягом 12 годин при 700С, щоб отримати цитратно-нітратний гель. Цей гель далі термічне розкладають, внаслідок чого утворюється оксид кобальту [5]. Недоліками цього способу є складна технологія, що містить декілька тривалих операцій та дорогих реактивів - цитратна кислота і порівняно невелика каталітична активність. Константа реакції розкладу пероксиду водню становить (4-5).10-4 с-1моль -1. В основу винаходу поставлено задачу підвищити каталітичну активність оксидної сполуки на основі кобальту, що одержується електрохімічним способом. Задача вирішується тим, що каталізатор, одержаний електрохімічним способом, має склад COxOy(OH)z, де: х=0,65-0,71 у=1,34-1,79 z=1,3-1,52. Цей каталізатор одержують електролізом з електроліту складу: сульфат кобальту CoSO4-7H20 10-30 фторид амонію NH4F 20-50 вода Н2O 970 - 920 при кімнатній температурі і анодній густині струм у 1-8А/дм 2. Час електролізу визначається кількістю продукту. Підвищена активність каталізатора в порівнянні з каталізатором-прототипом обумовлена наявністю ОН --груп. Спосіб, що пропонується суттєво спрощує те хнологію виготовлення оксидної сполуки кобальту, який до того ж є каталітично активним. Константа швидкості реакції розкладу пероксиду водню становить (7 -9)-10-4 с-1моль -1, що вдвічі ви ща за каталітичну активність прототипу. Приклади виконання: 1. Проводять електроліз розчину, г/л: CoSO4-7H2O-10 NH4F-25 Н2О-965 густина анодного струму 5А/дм 2. Константа швидкості реакції розкладу пероксиду водню становить 7,5 .10-4 с-1.моль -1. 2. Проводять електроліз розчину, г/л: CoSO4.7H2O-30 NH4F-50 Н2O-920 густина анодного струму 8А/дм 2. Константа швидкості реакції розкладу пероксиду водню становить 9.10-4с–1.моль-1. Виходячи з наведених даних, можна зробити висновок, що запропонований нами електрохімічний спосіб одержання каталізатору на основі оксидної сполуки кобальту значно простіший, економічний і ефективніший: константа реакції розкладу пероксиду водню вдвічі перевищує константу прототипу. Список літератури: 1. TrasattiS.//Electrochim. Acta/ - 1991.- v36. P.225, 2. Ефремов Б.Н., Тарасевич М.Р. - в кн.: Электрокатализ и электрокаталитические процессы. - К.: Наукова думка, 1986. - С.44-71. 3. Коровин Н.В., Касаткин Э.В. Электрокатализаторы электрохимических устройств.// Электрохимия. - 1993. Т.29, №4. - С.447-459. 4. Жаброва Г.М.-, Рогинский С.З., Оранина Е.А.// Журн. общей химии. -1954.-24, №1. - С.10-18. 5. Anderton D.J. Sole F.R.// Power metallurgy. - 1979. T.22, #1. - P.14.