Electrocatalysis in anodic oxidation of organics with simultaneous oxygen evolution

Institute of Chemical Engineering, Swiss federal Institute of Technology, CH-1015 Lausanne, Switzerland.

Abstract

The electrochemical oxidation (or combustion) of organics with simultaneous oxygen evolution has been investigated using different electrode materials (Pt, Ti/IrO₂, Ti/SnO₂). A simplified mechanism for the electrochemical oxidation of organics is presented, according to which selective oxidation occurs with oxide anodes (MO_x) for which the formation of higher oxides (e.g.: MO_x+1) is possible. Combustion occurs at electrodes at the surface of which ˙OH radicals can be accumulated. Detection of ˙OH radicals formed by water discharge at different anodes using N,N-dimethyl-p-nitrosoaniline (RNO) as a spin trap and preparative electrolysis confirmed the proposed mechanism.

Résumé

L'oxydation électrochimique (ou combustion) des substances organiques avec dégagement simultané d'oxygène, est étudiée sur différents types d'électrodes (Pt, Ti/IrO₂ Ti/SnO₂). Un mécanisme simplifié est proposé pour l'oxydation des substances organiques selon le quel l'oxydation est sélective avec des oxydes (MO_x) pour lesquelles la formation des états d'oxydation supérieures est possible (e.g. : MO_x+1). La combustion a lieu à la surface d'électrodes sur lesquelles les radicaux ˙OH peuvent s'accumuler. La détection des radicaux ˙OH formés pendant l'oxydation de l'eau sur plusieurs anodes, en utilisant la N,N-dimethyl-p-nitrosoaniline (RNO) comme “piège à radicaux” et l'électrolyse préparative ont confirmé le mécanisme proposé.