В данной работе представлены результаты исследования каталитических свойств диоксида рутения в реакциях электроокисления низших одноатомных спиртов С1-С3 методом циклической вольтамперометрии. Анодный катализатор получен термохимическим разложением соли RuOHCl3 на анодированном титане. Процесс электрохимического окисления спиртов на изученном модифицированном электроде определяется с одной стороны, природой спирта, а с другой - природой электролита. Установлено, что окисление спиртов происходит и в кислой, и в щелочной средах. В кислых электролитах (Н2SO4, HClO4) создаются условия для большей скорости токообразующей реакции окисления спиртов по сравнению с щелочными средами, по-видимому, за счет более высокой протонной проводимости диоксида рутения в растворах кислот. Токи окисления спиртов увеличиваются по мере уменьшения концентрации кислоты, для щелочной среды наблюдается обратная зависимость. При этом в растворах хлорной кислоты скорость окисления выше, а потенциал окисления ниже, чем в серной кислоте. Однако в кислой среде активность катализатора быстрее снижается со временем, что, возможно, обусловлено отравлением последнего продуктами окисления. Окисление спиртов во всех изученных электролитах происходит необратимо. Показано, что скорость окисления спиртов уменьшается при переходе от С1 к С3. Зависимость тока окисления от концентрации спирта (0,1 ÷ 1 М) имеет линейный характер. Результаты влияния скорости развертки потенциала и температуры на ток окисления указывают на диффузионный контроль анодной реакции. Повышение температуры способствует увеличению скорости реакции окисления. В целом, по эффективности окисления спиртов анодный катализатор RuO2/Ti уступает платине.
This paper presents the results of a study of the catalytic properties of ruthenium dioxide in the electrooxidation reactions of lower monatomic alcohols C1-C3 by cyclic voltammetry. The anode catalyst was obtained by thermochemical decomposition of RuOHCl3 salt on anodized titanium. The process of electrochemical oxidation of alcohols on the studied modified electrode is determined, on the one hand, by the nature of the alcohol, and, on the other, by the nature of the electrolyte. It has been established that the oxidation of alcohols occurs in both acidic and alkaline environments. In acidic electrolytes (H2SO4, HClO4), conditions are created for a higher rate of the current-forming oxidation reaction of alcohols compared with alkaline media, apparently due to the higher proton conductivity of ruthenium dioxide in acid solutions. The oxidation currents of alcohols increase as the acid concentration decreases, and the inverse relationship is observed for an alkaline medium. At the same time, the oxidation rate in solutions of perchloric acid is higher and the oxidation potential is lower than in sulfuric acid. However, in an acidic environment, the activity of the catalyst decreases faster with time, which may be due to poisoning of the latter with oxidation products. The oxidation of alcohols in all studied electrolytes occurs irreversibly. It is shown that the rate of oxidation of alcohols decreases with the transition from C1 to C3. The dependence of the oxidation current on the alcohol concentration (0.1 ÷ 1 M) is linear. The results of the influence of the potential expansion rate and temperature on the oxidation current indicate the diffusion control of the anode reaction. An increase in temperature increases the rate of the oxidation reaction. In general, the RuO2/Ti anodic catalyst is inferior to platinum in terms of the efficiency of alcohol oxidation.