苯甲醇在溶有离子液体的超临界CO2中的电化学氧化

论文摘要

以溶有离子液体的超临界CO2作为电化学反应介质,研究在此介质中的电化学反应,结合离子液体、超临界流体以及电化学反应的优势,拓宽电化学反应的研究和应用领域,克服在传统电解质溶液中进行电化学反应的缺点。醇氧化成醛是化学化工中一类重要的基本反应,其中苯甲醛是重要的有机中间体,由于苯甲醇氧化生成苯甲醛的过程中,苯甲醇容易发生过氧化而生成苯甲酸,降低了苯甲醛的收率和选择性。所以本文以苯甲醇氧化作为探针反应,探索研究了苯甲醇在溶有离子液体的超临界CO2中的电化学氧化,利用电化学反应的可控制性,离子液体的导电性、宽电位窗以及超临界CO2的高扩散性以减少副反应的发生,提高苯甲醛的收率、选择性以及电流效率。对于高压下进行的化学反应,相行为是非常重要的,它可以影响反应速率、选择性和传质速率等方面,因此我们先研究了苯甲醇和CO2二元体系在高压下的相平衡行为。工作总结如下：（1）用取样分析法测定了在温度298.15、306.35和313.15 K,压力1.03MPa到16.15 MPa之间的CO2和苯甲醇二元体系的气液相平衡数据。并采用Peng-Robinson方程结合van der Waals混合规则来拟合试验数据。研究表明：在温度为279.75K和307.45 K之间此二元体系存在三相平衡,其中307.45 K为上临界点,根据van Konynenburg和Scott对相图类型的划分,CO2和苯甲醇二元体系的相图属于第三类相图。（2）在三电极高压电解反应釜中,以乙腈作为共溶剂,研究了苯甲醇在溶有离子液体的超临界CO2中的电化学氧化。研究表明：在2.7V的电位下对体系进行恒电位电解,可以有效的控制苯甲醇氧化成苯甲醛,而不发生过氧化生成苯甲酸,并且在一定的通电量下,苯甲醛的收率和选择性均可达到100%,此时苯甲醛的电流效率为88%。另外,工作电极上生成苯甲醛的同时,辅助电极上还有草酸的生成。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 前言
• 1.1 电化学有机合成
• 1.1.1 电化学简介
• 1.1.2 电化学有机合成发展历史
• 1.1.3 电化学有机合成的特点
• 1.1.4 传统电化学有机合成
• 1.1.5 电化学有机合成研究方法
• 1.2 离子液体在电化学有机合成中的应用
• 1.2.1 离子液体的性质
• 1.2.2 离子液体的分类
• 1.2.3 离子液体在有机电合成中的应用
• 2在电化学有机合成中的应用'>1.3 超临界CO₂在电化学有机合成中的应用
• 1.3.1 超临界流体的性质
• 1.3.2 超临界流体相平衡的研究
• 2在电化学有机合成中的应用'>1.3.3 超临界CO₂在电化学有机合成中的应用
• 2-离子液体混合体系的研究'>1.4 超临界CO₂-离子液体混合体系的研究
• 1.5 苯甲醇氧化成苯甲醛的研究
• 1.5.1 苯甲醛的性质和用途
• 1.5.2 苯甲醛合成的研究进展
• 1.6 课题的提出及研究内容
• 1.6.1 本课题的提出依据
• 1.6.2 本课题的研究内容
• 2和苯甲醇二元体系的高压相平衡'>第二章 CO₂和苯甲醇二元体系的高压相平衡
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 实验药品
• 2.2.2 实验仪器
• 2.2.3 实验装置和过程
• 2.2.4 苯甲醇的紫外分析方法
• 2.3 实验数据拟合
• 2.4 结果与讨论
• 2和苯甲醇二元体系的实验数据与文献值的比较'>2.4.1 CO₂和苯甲醇二元体系的实验数据与文献值的比较
• 2和苯甲醇混合体系在不同温度下的相平衡'>2.4.2. CO₂和苯甲醇混合体系在不同温度下的相平衡
• 2和苯甲醇二元混合体系的相图'>2.4.3. CO₂和苯甲醇二元混合体系的相图
• 2.5 小结
• 2中的电化学氧化'>第三章 苯甲醇在超临界CO₂中的电化学氧化
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 实验药品
• 3.2.2 实验仪器
• 3.2.3 实验装置和步骤
• 3.2.4 产物的分析
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 体系伏安测试
• 3.3.2 恒电位电解
• 3.3.3 体系电极反应
• 3.3.4 恒电流电解
• 3.4 小结
• 第四章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 研究成果及发表的学术论文情况
• 作者和导师简介