Applied Chemistry for Engineering (공업화학)

The Korean Society of Industrial and Engineering Chemistry (한국공업화학회)
권호 표지

Preparation of Chlorine Dioxide Aqueous Solution by Un-divided Electrochemical Cell using RuO2 anode

RuO2를 양전극으로 사용한 무격막 전해셀에서의 이산화염소수 제조

  • Kwon, Tae Ok (Department of Chemical Engineering, Sunchon National University) ;
  • Park, Bo Bae (Department of Chemical Engineering, Sunchon National University) ;
  • Roh, Hyun Cheul (Department of Chemical Engineering, Sunchon National University) ;
  • Moon, Il Shik (Department of Chemical Engineering, Sunchon National University)
  • 권태옥 (국립순천대학교 공과대학 화학공학과) ;
  • 박보배 (국립순천대학교 공과대학 화학공학과) ;
  • 노현철 (국립순천대학교 공과대학 화학공학과) ;
  • 문일식 (국립순천대학교 공과대학 화학공학과)
  • Received : 2009.02.16
  • Accepted : 2009.03.25
  • Published : 2009.06.10
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Abstract

Generation of chlorine dioxide ($ClO_2$) was studied by the un-divided electrochemical cell system using $RuO_2$ anode material. Sodium chlorite ($NaClO_2$) was used as a precursor compound of chlorine dioxide. Effect of various operating parameters such as feed solution flow rate, initial solution pH, $NaClO_2$ and NaCl conc., and applied current density on the produced chlorine dioxide concentration and solution pH were investigated in un-divided electrochemical cell system. Produced chlorine dioxide concentration and solution pH were strongly depends on the initial solution pH and feed solution flow rate. Sodium chloride (NaCl) was not only good electrolyte, it was also used as a raw material of chlorine dioxide with $NaClO_2$. Observed optimum conditions were flow rate of feed solution (90 mL/min), initial pH (2.3), $NaClO_2$ concentration (4.7 mM), NaCl concentration (100 mM), and current density ($5A/dm^2$). Produced chlorine dioxide concentration was around 350 mg/L and solution pH was around 3.

$RuO_2/Ti$를 양전극으로 사용한 무격막 전해셀(un-divided electrochemical cell) 시스템에서의 이산화염소수($ClO_2$) 제조 연구를 수행하였다. 이산화염소의 전구체로는 아염소산나트륨($NaClO_2$)이 사용되었으며, 무격막 전해셀에서 전구체 용액의 전해셀 주입유량, 전구체 용액 초기 pH, 아염소산나트륨과 전해질인 염화나트륨의 주입농도 그리고 전류밀도(current density)가 생성된 이산화염소수의 농도 및 pH에 미치는 영향을 조사하였다. 생성된 이산화염소수의 농도와 pH는 초기 전구체 용액의 pH와 전해셀 주입유량에 큰 영향을 받는 것으로 나타났으며, 전해질로 사용된 염화나트륨은 전해질로서의 역할 뿐만 아니라 이산화염소의 전구체로도 작용함을 알 수 있었다. 이산화염소수 제조를 위한 무격막 전해셀에서의 전구체용액의 최적 주입유량은 90 mL/min, 전구체 용액의 초기 pH는 2.3, 아염소산나트륨 주입농도는 4.7 mM, 염화나트륨 주입농도는 100 mM 그리고 전류밀도는 $5A/dm^2$로 나타났으며, 이때 발생된 이산화염소수의 pH는 약 3, 이산화염소 농도는 약 350 mg/L이었다.

Keywords

Acknowledgement

Supported by : 한국산업기술재단, 산업자원부

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