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《苯为原料电化学合成对苯醌和对苯二酚的研究_郑可利》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第27卷第4期延安大学学报(自然科学版)Vol.27No.42008年12月JournalofYananUniversity(NaturalScienceEdition)Dec.2008苯为原料电化学合成对苯醌和对苯二酚的研究1211郑可利,李西安,戈芳,郑玉娇(1.三明学院化学与生物工程系,福建三明365004;2.延安大学化学与化工学院,陕西延安716000)摘要:研究在相转移催化剂四丁基溴化铵作用下,在H型电解槽中,以0.5mol/L硫酸为支持电解质,以铅基二氧化铅为阳极,将苯氧化为对苯醌。以碳棒为阴
2、极,将对苯醌还原为对苯二酚的最佳工艺条件。通过正交实验,研究了反应温度、电流密度、苯与硫酸的体积比、对苯醌浓度对电流效-2率的影响。结果表明,最佳工艺条件:温度为40℃、电流密度为5A·dm,苯与硫酸的体积比为1∶2,对苯醌浓度为0.4%时,电流效率达42.46%,对苯二酚的产率达49.75%。关键词:电化学合成;相转移催化法;对苯醌;对苯二酚+中图分类号:O621.259.2文献标识码:A文章编号:1004-602X(2008)04-0068-03对苯醌和对苯二酚是重要的化工原料。采用传KQ-3200型超
3、声波清洗器(江苏省昆山市变山湖统的化学方法合成生产,合成路线繁琐复杂,“三镇仪器厂制造);电子天平(上海精密科学仪器有限废”污染严重,成本高,产率低。近年来,国外已开公司)。展了由苯电氧化合成苯酚、对苯醌、对苯二酚的研苯、对苯醌、四丁基溴化铵(Bu4NBr)、硫酸和硫[1-5][6-7]究。国内也有关于苯的电氧化报道。电化酸钠均为分析纯,溶液均以去离子水配制。学合成生产具有原料价廉、产品质量好、工艺流程1.2实验装置短、可在常温常压下操作、三废污染少等优点,近年来发展迅速。本文在以铅基二氧化铅为阳极,电化[
4、8]学氧化合成对苯醌的研究的基础上,进一步研究以四丁基溴化铵为相转移催化剂,以碳棒为阴极,通过正交实验,研究了反应温度、电流密度、苯与硫酸的体积比、对苯醌浓度对电化学合成对苯二酚电流效率及产率的影响。1实验部分1.1仪器和试剂WS-YL型数字稳压稳流电源(南京桑力电子设备厂);H型隔膜电解槽(自制);SH-3型双显控图1H型隔膜电解槽温磁力搅拌器(北京金紫光科技发展有限公司);RZ1.阴极、碳棒;2.阴极电解液;3.素烧瓷板;4.搅拌磁子;5.水浴;6.温度计;7.阳极、铅基二氧化铅;8.阳极电解液-52旋
5、转蒸发仪(上海亚荣生化仪器厂制造);SHB-3型循环水多用真空泵(郑州杜甫仪器厂制造);收稿日期:2008-09-23基金项目:三明学院科研基金资助项目(B0203),三明学院学生创新项目(ZLCX0608)作者简介:郑可利(1957—),男,福建永泰人,三明学院教授。第4期苯为原料电化学合成对苯醌和对苯二酚的研究691.3实验反应原理L左右),取20mL待测液于锥形瓶中,然后冷却至15℃以下,加1滴1%二苯胺溶液为指示剂,用0.05mol/L硫酸铈铵标准溶液滴定至蓝色变为紫色为终[10]点。电流效率的计算
6、方法按文献[11]的方法进行测定和计算。2结果与讨论2.1电解工艺条件的选择影响电解的电流效率的因素有反应温度、电流密度、对苯醌的浓度等诸因素,以苯为原料,H2SO4,Na2SO4为支持电解质,在铅基二氧化铅阳极上电化[8]1.4实验方法学氧化合成对苯醌的合适工艺条件,郑可利等已[8]阳极电解液的配制参照文献。阴极电解液进行了研究。为了确定由对苯醌还原合成对苯二酚的的配制:配制90mL含相转移催化剂四丁基溴化的合适工艺条件,采用正交实验方法进行选择。所铵0.1%、对苯醌、苯与硫酸体积比如表1所示。得的实验结
7、果如表1所示。其中A为反应温度,B电解使用WS-YL型数字稳压稳流电源、自制为电流密度,C为对苯醌浓度,D为苯与硫酸体积的H型隔膜的电解槽和磁搅拌器等组成(图1)。比。磁力搅拌下,在H型隔膜的电解槽中,以铅基二氧化从正交实验的结果,我们可以看出,A因子中,铅为阳极,碳棒作阴极,厚0.6cm的素烧瓷板(电阻k3为25.57为最大,说明A因子中A3其电流效率率为1.76Ψ·m)为隔膜,电解液超声波乳化40min,较高。同样,B因子、C因子和D因子中,B1水平、用WS-YL型数字稳压稳流电源控制稳定电流进C3水平
8、和D1电流效率较高。可见,A3为40℃,B1-2行电解。为5A·dm,C3为0.4%和D1为1∶2进行电解时铅基二氧化铅电极的制备:取Υ10×100mm底为最佳工艺条件。由表中极差R值大小看出,对电部用铅板焊接密封的铅管为基体作阳极,以20%流效率影响的因子主次为B因子最大,C因子次之,H2SO4作电解液,Υ7×50mm碳棒为阴极,在50℃D因子较小,A因子最小。4温度下,用空气流搅拌,控制电流密度5～10A·表
