Електрохімічний газовий сенсор гальванічного типу для визначення сірководню у повітрі
| dc.contributor.author | Мірошниченко, Юлія Сергіївна | |
| dc.contributor.degreedepartment | технології електрохімічних виробництв | uk |
| dc.contributor.degreefaculty | хіміко-технологічний | uk |
| dc.contributor.degreegrantor | Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут" | uk |
| dc.date.accessioned | 2015-11-18T14:15:59Z | |
| dc.date.available | 2015-11-18T14:15:59Z | |
| dc.date.issued | 2015 | |
| dc.description.abstracten | The dissertation on competition of a scientific degree of candidate of technical Sciences, speciality 05.17.03 - Technical electrochemistry. - National Technical University of Ukraine “Kyiv Polytechnic Institute”, Kyiv, 2015. The dissertation is devoted to development of the galvanic electrochemical gas sensor for determining the hydrogen sulfide in the air of environmentally hazardous production. Investigated electrochemical behavior of porous titanium and catalytically active electrodes based on it in solutions of perchloric and phosphoric acids. Created the electrochemical generator of the mixture of hydrogen sulfide and air. Created catalytically active gas diffusion electrodes based on the titanium, which stable under conditions of reduction of the atmospheric oxygen and oxidation of the hydrogen sulfide in the system with matrix electrolyte based on perchloric acid. For the first time theoretically grounded and practically implemented an galvanic hydrogen sulfide sensor. Its action is based on the compensation of reduction of the stoichiometry of pyrolytic manganese dioxide at the working electrode. This is due to the interaction between the working electrode and the determinating gas by reduction of the manganese dioxide at the counter electrode. Developed sensors correspond to existing analogues in the world market according to the measured concentration range, resolution, response time, stability over time and a lifetime, and the selectivity prevail. For the first time developed and manufactured electrochemical module consisting of the electrochemical sensor and the source of hydrogen sulfide. Created devices implemented in the production of gas analyzers for determining to monitor air of the working area plants and settlements. | uk |
| dc.description.abstractru | Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.17.03 – техническая электрохимия. – Национальный технический университет Украины “Киевский политехнический институт”, Киев, 2015. Диссертация посвящена разработке электрохимического газового сенсора гальванического типа для определения содержания сероводорода в воздухе рабочей зоны и населённых мест. Определены концентрационные границы и области потенциалов электрохимической стабильности и коррозионной стойкости титана в растворах хлорной и фосфорной кислот. Установлено, что в хлорной кислоте пористый титан может выполнять функцию инертной токопроводящей основы газодиффузионных электродов электрохимических сенсоров сероводорода в области потенциалов от 0,5 до 1 В. В концентрированных растворах фосфорной кислоты, в условиях торможения доставки кислорода до электродной поверхности, пористые титановые структуры имеют ограниченную стойкость, что обусловлено деполяризующим влиянием растворимых продуктов коррозии Ti3+ и TiO2+, которые накапливаются в объёме электрода из-за диффузионных ограничений. Разработаны газодиффузионные каталитически активные электроды на титановой основе и исследовано их поведение в растворах хлорной и фосфорной кислот. Установлено, что разработанные электроды стабильны в условиях восстановления кислорода и окисления сероводорода в системе с матричным квазитвёрдым электролитом на основе хлорной кислоты. Синтезировано и исследовано поведение и кинетика электрохимического восстановления сульфидов металлов в фосфорнокислых электролитах. Показана пригодность использования в качестве катодного материала генератора сероводорода сульфида серебра. Изготовлены и испытаны двухэлектродные ячейки, которые способны генерировать сероводород с выходом по току, близким к 100%, при токовых нагрузках 1…30 мА. Создан электрохимический генератор сероводородовоздушной смеси, который за диапазоном концентрации сероводорода и допустимой погрешностью её воспроизведения отвечает требованиям к поверочным газовым смесям для тестирования газоанализаторов. Исследованы кинетика и механизм окислительно-восстановительных реакций на разработанных газодиффузионных каталитически активных электродах в присутствии сероводорода. Установлено, что бестоковые потенциалы каталитически активных электродов отвечают компромиссным потенциалам сопряженных реакций восстановления ад- или хемосорбированного кислорода и окисления сероводорода. Электроокисление сероводорода рассматриваться как протекание параллельных процессов адсорбции кислорода, за счет разряда молекул воды, и сероводорода, с последующим их химическим взаимодействием. Показано, что лимитирующей стадией процесса окисления сероводорода на газодиффузионных каталитически активных электродах в системе с матричным квазитвёрдым электролитом на основе хлорной кислоты есть скорость электрохимического генерирования химически активного кислорода. Показана применимость MnO2 марки ЭДМ-2 в системе с матричным квазитвёрдым электролитом на основе хлорной кислот в качестве малополяризуемого электрода сенсора сероводорода гальванического типа. Максимально допустимая токовая нагрузка такого электрода составляет 200 мкА. Впервые теоретически обоснован и практически реализован сенсор сероводорода гальванического типа, действие которого основано на компенсации уменьшения стехиометрии пиролитического оксида марганца (IV) на рабочем электроде, которое происходит при абсорбции определяемого газа, вследствии его взаимодействия с электродным покрытием, за счёт сопряженного в образующем токовый сигнал процессе окислением оксида марганца (IV) ЭДМ-2 на вспомогательном электроде. Определены метрологические характеристики сенсоров сероводорода. По диапазону измеряемых концентраций, разрешению, быстродействию, стабильности во времени и сроку службы разработанные сенсоры отвечают уровню мировых аналогов, а по селективности превосходят их. Созданные сенсоры сероводорода гальванического типа внедрены в производства газоанализаторов типа «ДОЗОР–С» (НПП «Орион», г. Харьков) для измерения концентрации сероводорода в воздухе рабочей зоны предприятий. Впервые разработан и изготовлен макет электрохимического модуля в составе сенсора и источника микропотока сероводорода с раздельными электрохимическими системами. | uk |
| dc.description.abstractuk | Дисертація на здобуття наукового ступеню кандидата технічних наук за спеціальністю 05.17.03 – технічна електрохімія. – Національний технічний університет України “Київський політехнічний інститут”, Київ, 2015. Дисертація присвячена розробці електрохімічного газового сенсора гальванічного типу для визначення сірководню у повітряному середовищі екологічно небезпечних виробництв. Досліджена електрохімічна поведінка пористого титану і каталітично активних електродів на його основі в розчинах перхлоратної та фосфатної кислот. Створено електрохімічний генератор сірководневоповітряної суміші. Розроблено каталітично активні газодифузійні електроди на титановій основі, стабільні в умовах відновлення атмосферного кисню і окиснення сірководню у системі з матричним квазітвердим електролітом на основі перхлоратної кислоти. Вперше теоретично обґрунтований та практично реалізований сенсор сірководню гальванічного типу, дія якого базується на компенсації зменшення стехіометрії піролітичного оксиду мангану (IV) на робочому електроді, внаслідок взаємодії його із визначуваним газом, за рахунок спряженого в струмоутворюючому процесі відновлення оксиду мангану (IV) ЕДМ-2 на малополяризованом допоміжному електроді. За діапазоном вимірюваних концентрацій, роздільною здатністю, швидкодією, стабільністю у часі і терміном служби розроблені сенсори відповідають світовим аналогам, а за селективністю переважають їх. Вперше розроблено і виготовлено макет електрохімічного модуля у складі електрохімічних сенсора і джерела мікропотоку сірководню. Створені пристрої впроваджені в українське виробництво газоаналізаторів для моніторингу повітряного середовища робочої зони підприємств та населених місць, що дозволило провести імпортозаміщення на вітчизняному ринку. | uk |
| dc.format.page | 23 л. | uk |
| dc.identifier.uri | https://ela.kpi.ua/handle/123456789/13887 | |
| dc.language.iso | uk | uk |
| dc.publisher | Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут" | uk |
| dc.publisher.place | Київ | uk |
| dc.status.pub | published | uk |
| dc.subject.udc | 541.135:543.257 | uk |
| dc.title | Електрохімічний газовий сенсор гальванічного типу для визначення сірководню у повітрі | uk |
| dc.type | Other | uk |
| thesis.degree.level | candidate | uk |
| thesis.degree.name | кандидат технічних наук | uk |
| thesis.degree.speciality | 05.17.03 – технічна електрохімія | uk |