CS258827B1 - Oxygen Production Method O ((/ g)) - Google Patents

Oxygen Production Method O ((/ g)) Download PDF

Info

Publication number
CS258827B1
CS258827B1 CS866309A CS630986A CS258827B1 CS 258827 B1 CS258827 B1 CS 258827B1 CS 866309 A CS866309 A CS 866309A CS 630986 A CS630986 A CS 630986A CS 258827 B1 CS258827 B1 CS 258827B1
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
solution
alkaline
hydrogen peroxide
singlet oxygen
oxygen
Prior art date
Application number
CS866309A
Other languages
Czech (cs)
Other versions
CS630986A1 (en
Inventor
Otomar Spalek
Jarmila Kodymova
Ales Hirsl
Original Assignee
Otomar Spalek
Jarmila Kodymova
Ales Hirsl
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Otomar Spalek, Jarmila Kodymova, Ales Hirsl filed Critical Otomar Spalek
Priority to CS866309A priority Critical patent/CS258827B1/en
Publication of CS630986A1 publication Critical patent/CS630986A1/en
Publication of CS258827B1 publication Critical patent/CS258827B1/en

Links

Landscapes

  • Lasers (AREA)
  • Oxygen, Ozone, And Oxides In General (AREA)

Abstract

Způsob výroby singletového kyslíku O2 ?Δ9) reakcí chloru s alkalickým roztokem peroxidu vodíku v probublávacím generátoru, jehož podstata spočívá v tom, že se plynný chlor uvádí do vrstvy neproplyněného alkalického roztoku peroxidu o výšce v rozmezí 1 až 5 cm. Dlouhodobější provoz generátoru při vrstvě roztoku uvedené tlouštky lze zajistit kontinuálním přívodem alkalického roztoku peroxidu nebo souběžně roztoků peroxidu vodíku a hydroxidu a odvodem části z reakčního prostoru. Řešení je vhodné zejména k přípravě singletového kyslíku pro kyslíko-jodový laser.A method of producing singlet oxygen O2 ?Δ9) by the reaction of chlorine with an alkaline solution of hydrogen peroxide in a bubbling generator, the essence of which is that gaseous chlorine is introduced into a layer of non-gasified alkaline peroxide solution with a height of 1 to 5 cm. Longer-term operation of the generator with a solution layer of the specified thickness can be ensured by continuous supply of an alkaline peroxide solution or simultaneous solutions of hydrogen peroxide and hydroxide and by removing part of it from the reaction space. The solution is particularly suitable for the preparation of singlet oxygen for an oxygen-iodine laser.

Description

Vynález se týká způsobu výroby kyslíku 0, (XAg) reakcí chloru s alkalickými roztoky peroxidu vodíku v probublávacím chemickém generátoru. Singletový kyslík O, ( £,g) se využívá • i v chemických laserech založených -a přenosu energie z molekuly 02( Ag) na atom joduThe present invention relates to a process for the production of oxygen O ( X Ag) by reacting chlorine with alkaline solutions of hydrogen peroxide in a bubbling chemical generator. Singlet oxygen O, (£, g) is also used in chemical lasers based on the transfer of energy from the O 2 (Ag) molecule to the iodine atom

O2(XAg) + I (2P3/2> ----i* I :P1/2) + °2(3^> U»O 2 ( X Ag) + I ( 2 P3 / 2> ---- i * I : P1 / 2) + ° 2 (3 ^> U »

Singletový kyslík se pro tento účel vyrábí v chemických generátorech reakci plynného chloru s alkalickými roztoky peroxidu vodíku, jejichž účinnou složkou jsou perhydroxylové iontyFor this purpose, singlet oxygen is produced in chemical generators by the reaction of chlorine gas with alkaline solutions of hydrogen peroxide, the active component of which are perhydroxyl ions

Cl2 + HOj----Cl + HC1 + O2(XAg) (2)Cl 2 + HOj ---- Cl + HCl + O 2 ( X Ag) (2)

Při chemické detekci singletového kyslíku přímo v kapalné fázi bylo zjištěno, že výtěžnost této reakce je prakticky 100 » (G. N. Hays, G. A. Fisk: IEEE J. Quant. Electron.The chemical detection of singlet oxygen directly in the liquid phase revealed that the yield of this reaction was practically 100% (G. N. Hays, G. A. Fisk: IEEE J. Quant. Electron.

QE - 17, 1 823 (1981)). Přesto většina chemických generátorů produkuje singletový kyslík s podstatně nižšími proudovými výtěžky.QE-17, 1883 (1981)). However, most chemical generators produce singlet oxygen with significantly lower current yields.

Nejčastěji používanými generátory singletového kyslíku jsou pro konstrukční jednoduchost a spolehlivost generátory probublávací, v nichž se do alkalického roztoku peroxidu vodíku uvádí plynný chlor při nízkém parciálním tlaku. Obvyklý tlak kyslíku v chemických generátorech tohoto typu se pohybuje v rozmezí 40 až 400 Pa a výtěžky singletového kyslíku (procentuální podíl koncentrace O2(XAg) k celkové koncentraci kyslíku) činí obvykle 30 až 45 %.For design simplicity and reliability, the most commonly used singlet oxygen generators are bubbling generators in which chlorine gas is introduced into the alkaline hydrogen peroxide solution at low partial pressure. Typical oxygen pressures in chemical generators of this type range from 40 to 400 Pa and singlet oxygen yields (percentage of O 2 ( X Ag) to total oxygen) are typically 30 to 45%.

Rozborem činnosti chemických generátorů bylo zjištěno, že poměrně nízké výtěžky O2(XAg) v probublávacích generátorech jsou způsobeny tím, že plynný chlor je uváděn pod vrstvu alkalického roztoku peroxidu, která je vysoká obvykle 7 až 8 cm, a která působí hydrostatickým tlakem o řád převyšujícím pracovní tlak v plynné fázi chemických generátorů. Následkem toho se prodlužuje difuzní dráha chloru a vzniklého singletového kyslíku od fázového rozhraní plyn-kapalina, čímž rostou ztráty singletového kyslíku jeho desaktivací v roztoku.An analysis of the activity of the chemical generators has revealed that the relatively low yields of O 2 ( X Ag) in the bubbling generators are due to the fact that chlorine gas is introduced under a layer of alkaline peroxide solution which is usually 7 to 8 cm high. the order of magnitude exceeding the working pressure in the gas phase of chemical generators. As a result, the diffusion path of chlorine and the resulting singlet oxygen from the gas-liquid interface is extended, thereby increasing the loss of singlet oxygen by inactivating it in solution.

Rovněž ztráty singletového kyslíku v plynné fázi způsobené průběhem reakce.Also, losses of singlet oxygen in the gas phase caused by the course of the reaction.

02 (^g)----Ο2(Χ g) + O2(3 g) (3) jsou ve spodní části.próbublávacího chemického generátoru vlivem hydrostatického tlaku přibližně o dva řády vyšší než nad roztokem.0 2 (g g) ---- Ο 2 ( Χ g) + O 2 ( 3 g) (3) are at the bottom. The bubbling chemical generator is approximately two orders of magnitude higher than above the solution due to hydrostatic pressure.

Uvedené nedostatky významnou měrou snižuje řešení podle vynálezu, jehož předmětem je způsob výroby Ojť^Ůg) reakcí chloru s alkalickými roztoky peroxidu v probublávacím generátoru. Podstata vynálezu spočívá v tom, že se plynný chlor uvádí do vrstvy alkalického roztoku peroxidu o výšce v rozmezí 1 až 5 cm. Pro zajištění dlouhodobějšího provozu generátoru je účelné takové řešení, při němž se do reakčního prostoru kontinuálně přivádí alkalický roztok peroxidu a část roztoku sq z reakčního prostoru odvádí.The above-mentioned disadvantages are greatly reduced by the solution according to the invention, which is concerned with a process for the preparation of an oxygen (III) by reacting chlorine with alkaline peroxide solutions in a bubbling generator. The principle of the invention consists in introducing chlorine gas into a layer of alkaline peroxide solution in the height of 1 to 5 cm. In order to ensure the long-term operation of the generator, it is expedient to have an alkaline peroxide solution continuously introduced into the reaction space and to remove part of the solution sq from the reaction space.

Použitím vrstvy neproplyněného roztoku o výšce pouze 1 až 5 cm se významně sníží parciální tlak reagujícího chloru i vznikajícího kyslíku, čímž podstatně poklesnou ztráty singletového kyslíku v kapalné i plynné fázi. Výtěžky singletového kyslíku se tím zvýší na 60 až 80 %.By using an ungassed solution layer of only 1 to 5 cm in height, the partial pressure of the reacting chlorine and the resulting oxygen is significantly reduced, thereby significantly reducing the losses of singlet oxygen in both the liquid and gaseous phases. Thus, the yields of singlet oxygen are increased to 60-80%.

Probublávací chemický generátor singletového kyslíku je možno provozovat jako periodický, do nějž se napustí alkalický roztok peroxidu a pak se uvádí chlor až do vyčerpání perhydroxylových iontů v roztoku. Výhodnější řešení je kontinuální, při němž se do prostoru, v němž probíhá reakce s chlorem, kontinuálně přivádí alkalický roztok peroxidu nebo současně vodný roztok peroxidu vodíku a roztoku hydroxidu a z tohoto prostoru se odvádí část roztoku.The bubbling chemical singlet oxygen generator can be operated as a periodic one in which an alkaline peroxide solution is impregnated and then chlorine is introduced until the perhydroxyl ions in the solution are depleted. A more preferred solution is a continuous solution in which an alkaline solution of peroxide or simultaneously an aqueous solution of hydrogen peroxide and a hydroxide solution is continuously fed into the space in which the reaction with chlorine takes place and part of the solution is removed from this space.

Tímto řešením se vyloučí nevýhoda spočívající v malém objemu reagujícího roztoku při nízké výšce roztoku.This solution avoids the disadvantage of a small volume of reacting solution at a low solution height.

Význam vynálezu spočívá zejména v tom, že uvedeným zvýšením výtěžku singletového kyslíku se podstatně zvýší výkony kyslíkojodových laserů užívajících uvedených generátorů.The importance of the invention lies in the fact that by increasing the yield of singlet oxygen, the power of the oxygen ion lasers using said generators is substantially increased.

Např. zvýšením výtěžku singletového kyslíku ze 40 na 65 % se zvýší výkon laseru dvakrát.E.g. increasing the singlet oxygen yield from 40 to 65% increases the laser power twice.

Způsob podle vynálezu a jím dosahovaný účinek je blíže ilustrován následujícími výsledky.The process according to the invention and the effect it achieves are illustrated by the following results.

PříkladExample

Do chemického generátoru probublávacího typu byl uváděn plynný chlor rychlostí 0,4 mmol/s. Tlak v plynovém prostoru generátoru byl přitom 120 Pa. Při změně výšky roztoku v generátoru se výtěžek singletového kyslíku v proudu plynu měřený v místě 2 m vzdáleném od generátoru měnil dle následující tabulky.Chlorine gas was introduced into the bubbling-type chemical generator at a rate of 0.4 mmol / s. The pressure in the gas space of the generator was 120 Pa. When changing the solution height in the generator, the yield of singlet oxygen in the gas stream measured at a location 2 m away from the generator varied according to the following table.

TabulkaTable

Výška neproplyněného 130 108 86 43 21 roztoku (mm)Height of gas-free 130 108 86 43 21 solution (mm)

Výtěžek 0,(* 1 2 g), 20 36 45 60 68 (%)Yield 0 ( * 1 2 g), 20 36 45 60 68 (%)

Claims (2)

1. Způsob výroby kyslíku Ojl^g) reakcí chloru s alkalickým roztokem peroxidu vodíku v probublávacím genrátoru, spočívající v tom, že se plynný chlor uvádí do vrstvy alkalického roztoku peroxidu vodíku, vyznačený tím, že výška vrstvy neproplyněného alkalického roztoku peroxidu vodíku je v rozmezí 1 až 5 cm.A process for the production of oxygen (g) by reacting chlorine with an alkaline solution of hydrogen peroxide in a bubbler generator, comprising introducing chlorine gas into an alkaline solution of hydrogen peroxide, characterized in that the height of the bed of non-gasified alkaline hydrogen peroxide solution is within 1 to 5 cm. 2. Způsob podle bodu 1 vyznačený tim, že výška vrstvy v rozmezí 1 až 5 cm alkalického roztoku peroxidu vodíku je dána kontinuálním přívodem alkalického roztoku peroxidu vodíku nebo souběžně přívodem peroxidu vodíku a hydroxidu a odvodem části vyčerpaného roztoku z reakčního prostoru generátoru.2. A process according to claim 1, wherein the height of the layer in the range of 1 to 5 cm of alkaline hydrogen peroxide solution is given by the continuous supply of alkaline hydrogen peroxide solution or simultaneously by supply of hydrogen peroxide and hydroxide and removal of a portion of the spent solution from the reactor.
CS866309A 1986-08-29 1986-08-29 Oxygen Production Method O ((/ g)) CS258827B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS866309A CS258827B1 (en) 1986-08-29 1986-08-29 Oxygen Production Method O ((/ g))

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS866309A CS258827B1 (en) 1986-08-29 1986-08-29 Oxygen Production Method O ((/ g))

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CS630986A1 CS630986A1 (en) 1988-01-15
CS258827B1 true CS258827B1 (en) 1988-09-16

Family

ID=5409841

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS866309A CS258827B1 (en) 1986-08-29 1986-08-29 Oxygen Production Method O ((/ g))

Country Status (1)

Country Link
CS (1) CS258827B1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
CS630986A1 (en) 1988-01-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Otsuka et al. One step synthesis of hydrogen peroxide through fuel cell reaction
Balej Water vapour partial pressures and water activities in potassium and sodium hydroxide solutions over wide concentration and temperature ranges
RU2005105320A (en) SUSPENSIONS FOR USE AS FUEL FOR ELECTROCHEMICAL FUEL CELLS
KR101451630B1 (en) Method for reducing carbon dioxide and reductor of carbon dioxide using the same
KR101468782B1 (en) Method for reducing carbon dioxide and non-diaphragm reductor of carbon dioxide using the same
NZ237472A (en) Electrochemical preparation of hydrogen peroxide
KR0148248B1 (en) Process for producing chlorine dioxide
Frese Jr Partial electrochemical oxidation of methane under mild conditions
CA2333247C (en) A method of improving yield of chlorine dioxide generation processes
Huissoud et al. Electrochemical reduction of 2-ethyl-9, 10-anthraquinone (EAQ) and mediated formation of hydrogen peroxide in a two-phase medium Part II: Production of alkaline hydrogen peroxide by the intermediate electroreduction of EAQ in a flow-by porous electrode in two-phase liquid–liquid flow
US4767510A (en) Electrolytic protection of chlorine dioxide
EP1899503B1 (en) Electrosynthesis of hydrogen peroxide
EP1672097A2 (en) Electrolytic hydrogen production method and related systems and electrolytes
Yeager Fuel Cells: They produce more electricity per pound of fuel than any other nonnuclear method of power production.
US4919791A (en) Controlled operation of high current density oxygen consuming cathode cells to prevent hydrogen formation
CA2163896A1 (en) Process of preparing solutions of alkali peroxide and percarbonate
JP3955085B2 (en) Alkaline hydrogen peroxide solution and method for producing chlorine dioxide
EP1343718B1 (en) Hydrogen peroxide-based chlorine dioxide generation process
KR102675741B1 (en) Method for electrochemically synthesizing alkylene carbonate
Otsuka et al. The partial oxidations of benzene and cyclohexane during fuel cell reactions of O2 and H2.
Biallas et al. Investigations on the reduction of methanol for the development of the hydrocarbon hybrid cycle
JPH10280180A (en) Apparatus for production of hydrogen peroxide water and method therefor
JPH0251993B2 (en)
US3481847A (en) Electrolytic process of making chlorine
TW460627B (en) An efficient method for electrosynthesize propylene oxide