Reduktivní eliminace aromatických nitrosloučenin elektrochemickými postupy

Jakub NICEK

Bachelor's thesis

Reductive elimination of aromatic nitro compounds by electrochemical practices

Abstract:

Aromatické nitrosloučeniny do skupiny karcinogenních a toxických kontaminantů životního prostředí, které představují značný rizikový faktor pro zdraví lidské populace, proto je třeba jejich výskyt v životním prostředí co nejlépe eliminovat. Pro jejich odstranění byla využita redukce prostřednictvím elektrochemických technik, mezi nimiž byla využita cyklická voltametrie, elektrolýza a lineární sweep voltametrie. Cyklická voltametrie se využívá ke studiu oxidačně-redukčních vlastností studovaných vzorků. Výsledkem cyklické voltametrie je charakteristický voltamogram, což je uzavřená křivka zobrazující závislost elektrického proudu na měnícím se potenciálu. Po užití cyklické voltametrie byla aplikována elektrolýza, což je elektrochemický děj, při němž průchodem stejnosměrného proudu roztokem nebo taveninou elektrolytu dochází k látkovým změnám. Elektrolýza využívá dvou elektrod, a to anody a katody, na katodě vždy probíhá redukce a na anodě probíhá oxidace. Byly realizovány dva typy elektrolýz, nejprve byla provedena elektrolýza ve standardním tříelektrodovém uspořádání, nicméně aplikací lineární sweep voltametrie se ukázalo, že dvouelektrodový systém je pro studované účely dostačující. U lineární sweep voltametrie byly na přístroji zjišťovány hodnoty napětí a proudu a byl stanoven příkon, který sloužil k utvoření křivky závislosti elektrického proudu na příkonu. Optimalizovanými procesními podmínkami bylo dosaženo až 98,5 % odstranění výchozí kontaminace nitrosloučeninami.

Abstract:

Aromatic nitro compounds belong to the group of carcinogenic and toxic environmental contaminants that represent a significant risk factor for the health of the human population, therefore their occurrence in the environment should be eliminated as much as possible. For their removal, reduction through electrochemical techniques among which cyclic voltammetry, electrolysis and linear sweep voltammetry were used. Cyclic voltammetry is used to study the redox properties of the samples studied. The result of cyclic voltammetry is a characteristic voltammogram, which is a closed curve showing the dependence of electric current on changing potential. Following the use of cyclic voltammetry, electrolysis, an electrochemical process in which a DC current is passed through a solution or melt of an electrolyte to produce a change in matter, has been applied. Electrolysis uses two electrodes, namely an anode and a cathode, with reduction always taking place at the cathode and oxidation always taking place at the anode. Two types of electrolysis were carried out, firstly electrolysis was carried out in a standard three-electrode arrangement, however, by applying linear sweep voltammetry, the two-electrode system proved to be sufficient for the purposes studied.In linear sweep voltammetry, the voltage and current values were collected on the instrument and the power input was determined to form a curve of the dependence of the electric current on the power input. Up to 98.5% removal of initial nitro-contamination was achieved by optimized process conditions.

Keywords

aromatické nitrosloučeniny, cyklická voltametrie, elektrolýza, lineární sweep voltametrie, kyselina pikrová

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 22. 4. 2022

Accessible from:: 31. 12. 2999

Thesis defence

• Supervisor: Ing. Pavel Krystyník, Ph.D.

JAN EVANGELISTA PURKYNĚ UNIVERSITY IN ÚSTÍ NAD LABEM

Faculty of Environment

Bachelor programme / field:
Ecology and environmental protection / Environmental Protection