Електрохімічний сенсор для аварійних викидів хлору на основі галогенідних електролітів з медіатором
| dc.contributor.author | Нагорний, Олексій Вікторович | |
| 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 | 2015-12-23T09:40:47Z | |
| dc.date.available | 2015-12-23T09:40:47Z | |
| dc.date.issued | 2015 | |
| dc.description.abstracten | The dissertation is devoted to the engineering of highly selective amperometric chlorine sensor, with the measuring range 1-1000 ppm. There were investigated the reasons of limiting the upper limit of the measurement amperometric sensors with matrix electrolytes. There were found the causes of restrictions upper limit of measurement by the determining of the temperature coefficient of current forming process. The cause was found is a replacement of the limited stage diffusion in the gas phase by the limited stage the diffusion of chlorine in the liquid phase. It was developed the model of mass transfer in electrochemical systems chlorine sensors, which takes into account the stage of traansport in the gas and liquid phases of the indicator electrode, which were not taken into account previously. According to the developed model, the upper limit of measurement can be increased by connecting additional independent mechanism of transport of chlorine in the solution of electrolyte. It was suggested the independent transport of chlorine in the form of a product of its interaction either with the solvent or with the specially selected redox electrolyte system (mediator catalysis). There was used iodine-iodide system as mediator. This allowed increasing the magnitude of upper limit of the measurement in 50 times bigger compared to analogue. It was developed the hard-polarized auxiliary Ag/AgCI electrode that provides reliable working in the background for 4 years or over 1.5 days, generating maximum current signal. Was created the chlorine analyzer with extended measuring range and was set its metrological characteristics. New sensors are dominated by measuring range, resolution, response time, selectivity and lifetime of well-known foreign analogues. | 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 высокоселективного сенсора хлора амперометрического типа, разница верхней и нижней границ диапазона измерения которого составляет три порядка концетрации от уровня ПДК и выше. Исследованы причины ограничения верхнего предела измерения амперометрических сенсоров с матричными электролитами. Установлено, что ограничение диапазона линейности номинальной статической характеристики сенсора хлора не может быть вызвано диффузионными ограничениями в газовой фазе пор индикаторного электрода. Методом определения температурного коэффициента токообразного процесса установлена причина ограничения верхнего предела измерения - замена лимитирующей стадии диффузии в газовой фазе на контроль диффузией хлора в жидкой фазе. Разработана модель массопереноса в электрохимических системах сенсоров хлора, которая учитывает стадии транспорта в газовой и жидкой фазах индикаторного электрода, ранее не принимались во внимание. Согласно разработанной модели, верхний предел измерения можно увеличить, подключив дополнительный независимый механизм транспорта хлора в растворе электролита. Предложено ввести независимый транспорт хлора в виде продукта его взаимодействия с растворителем, которое ускоряется при увеличении рН раствора электролита до рН7. Установлено, что данный способ позволяет увеличить диапазон линейности номинальной статической характеристики вдвое. В щелочных растворах катодная реакция на титановом электроде прекращается из-за невозможности непосредственного восстановления гипохлорита. Для более значительного увеличения диапазона измерения использовано медиаторный катализ, при котором хлор взаимодействует со специально подобранной окислительно-восстановительной системой электролита. Как медиатор использовано йод-йодидную систему, что позволило увеличить верхний предел измерения на полтора порядка по сравнению с аналогом. Разработан вспомогательный электрод на основе йодсеребряного и проведены его поляризационные и ресурсные исследования. Установлена зависимость коэффициента использования расходного материала - серебра, от дисперсности и предварительной обработки. Оптимизированный по составу вспомогательный электрод обеспечивает надежную работу сенсора в фоновом режиме в течение 4 лет или в течение 1,5 суток генерируя, максимальный токовой сигнал. На основе разработанного сенсора предприятием НПП "Орион" г. Харьков создан газоанализатор хлора с расширенным диапазоном измерения и проведены его испытания, по результатам которых сенсоры внедрены в газоаналитические приборы "Дозор-Хлор". По диапазону измерений, разрешению, селективности и сроком службы созданные сенсоры превосходят известные аналоги. | 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 високоселективного сенсора хлору амперометричного типу, різниця верхньої і нижньої меж діапазону вимірювання якого становить три порядки концетрації від рівня ГДК і вище. Досліджено причини обмеження верхньої межі вимірювання амперометричних сенсорів з матричними електролітами. Методом визначення температурного коефіцієнта струмоутворюючого процесу встановлено причину обмеження верхньої межі вимірювання - заміна уповільненої стадії дифузії в газовій фазі на контроль дифузією хлору у рідкій фазі. Розроблено модель масопереносу в електрохімічних системах сенсорів хлору, яка враховує стадії трансопорту в газовій та рідкій фазах індикаторного електрода, що раніше не приймалися до уваги. Згідно з розробленою моделлю, верхню межу вимірювання можна збільшити, підключивши додатковий незалежний механізм транспорту хлору в розчині електроліту. Запропоновано ввести незалежний транспорт хлору у вигляді продукту його взаємодії або з розчинником, або зі спеціально підібраною окисно-відновною системою електроліту (медіаторний каталіз). Як медіатор використано йод-йодидну систему, що дозволило збільшити верхню межу вимірювання на півтора порядки порівняно з аналогом. Розроблено малополяризований допоміжний електрод на основі йодсрібного, який забезпечує надійну роботу у фоновому режимі протягом 4 років або протягом 1,5 доби, генеруючи максимальний струмового сигнал. Створено газоаналізатор хлору з розширеним діапазоном вимірювання і визначено його метрологічні характеристики. За діапазоном вимірювань, роздільною здатністю, часом відгуку, селективністю та терміном служби створені сенсори переважають відомі аналоги. | uk |
| dc.format.page | 20 с. | uk |
| dc.identifier.uri | https://ela.kpi.ua/handle/123456789/14388 | |
| 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 сенсор для аварійних викидів хлору на основі галогенідних електролітів з медіатором | 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 |