对氨基苯酚的绿色电化学合成及其工业化

研究了在阴极转动分隔式电解槽中硝基苯电化学还原制备对氨基苯酚（PAP）时阴极转速、反应温度等工艺参数对电解性能的影响,并考察了不同阳极材料的稳定性.实验结果表明,增大阴极转速和升高反应温度有利于反应的进行;自制的Pb-Sb-Sn-Ag-Cu五元合金作为阳极材料具有比Ti/Ir阳极更长的工作寿命.当以铅合金为阳极材料、体系温度为90℃、阴极转速为900 r•min^-1、电解电流为3000 A时,硝基苯的平均转化率为99%,PAP平均收率为69.9%,电解直流电单耗为7.24 kW•h•(kg PAP)^-1,产品纯度大于98%,熔点为186.1～187.3 ℃.     

SiO2对CaCl2熔盐电解还原钛铁矿精矿制备FeTi合金的影响

在不同电解时间和槽电压下,添加SiO2电解还原钛铁矿精矿制备钛铁合金. 结果表明,以添加一定量SiO2的钛铁矿精矿为阴极,控制阴极中主要组元的摩尔比Ti:Fe:Si=1.2:1:0.2,以石墨棒为阳极、CaCl2熔盐为电解质,在槽电压3.2 V、温度900℃下电解2 h,可制得疏松多孔、颗粒尺寸较均匀的FeTi合金粉体. 钛铁矿精电解还原过程中会生成CaTiO3和Fe?Ti?O等中间产物,添加的SiO2在电解时会优先还原生成单质Si,并参与CaTiO3等中间产物的还原反应,降低中间产物电解还原生成FeTi合金的理论电压,有利于加快电解还原钛铁矿精矿制备钛铁合金的速率.     

4-甲基吡啶直接电氧化合成异烟酸工艺条件的研究

以Ti/PbO2为阳极,Pb为阴极,硫酸溶液为电解质,在阳离子交换膜为隔膜的H型电解槽中,直接电氧化4-甲基吡啶合成异烟酸,并考察了阳极电解液中4-甲基吡啶及硫酸浓度,通电量,电流密度和温度对异烟酸收率和电流效率的影响,得到的工艺条件为阳极电解液中4-甲基吡啶和硫酸的质量分数分别为10%和25%,通电量18.65(A.h),电解电流密度60 mA/cm2,60℃,在此条件下重复试验,异烟酸平均收率达到92.2%,平均电流效率50.9%。     

TiO2/AC粒子三维电极电化学处理DMF废水研究

以氧化钛负载的活性炭粒子(TiO_2/AC)为三维电极,铁板、石墨板分别为电极阳极和阴极,对DMF废水进行降解。考察了电解电压、pH、电解质浓度、电解时间、曝气量对DMF废水COD降解效果的影响。通过正交试验探究了COD降解效果的最佳条件,研究结果表明:当pH为4,电压为13V,电解质浓度为2.5 g/L,曝气量为1 L/h,电解时间为80 min时,DMF废水COD的降解率可达到91%。该实验结果为DMF有机废水的处理提供了一定的参考价值。     

CaCl2–TiCl2熔盐体系中制备高纯钛

以海绵钛为阳极,纯钛板为阴极,钛离子质量分数为3%~8%的CaCl2–TiCl2混合熔盐作电解质,在温度为1 173 K,阴极电流密度为0.05~0.80 A/cm2的条件下,电解制备了高纯钛。研究了阴极电流密度和钛离子质量分数对阴极电流效率和产物中杂质含量的影响,确定了最佳精炼条件为:阴极电流密度为0.50 A/cm2,钛离子质量分数为6%,电解温度为1 173 K。原料钛的纯度约为98.65%,经优化条件电解后钛的纯度可提高至99.95%。通过扫描电镜对不同电解条件下所得产物形貌进行了表征。     

钆贝葡胺的合成

钆贝葡胺是一种新型的顺磁性钆鳌合剂,主要用于中枢神经系统的诊断性核磁共振成像(MRI)。在国内外已报道的专利基础上,文章用BOPTA与氧化钆反应得钆贝酸,再投入葡甲胺进一步制备得到纯度大于99.0%的钆贝葡胺,总收率约为89.7%。     

PbO2/Ni泡沫镍阳极电催化氧化含润滑油废水

以PbO_2/Ni泡沫镍为阳极,同等尺寸的泡沫镍为阴极,电催化氧化降解含润滑油废水,探讨了电解时间、电流密度、电压、电解质质量浓度等因素对电解效率的影响。研究发现:PbO_2/Ni泡沫镍电极在低电流、低电压条件下,延长电解时间,其对废水COD的去除率更高,使用寿命更长。结果表明:当电流密度0.01 A/cm~2、电压4 V、电解质质量浓度10 g/L时,电解时间200 min时,COD去除率可达到78.5%。通过扫描电镜(SEM)分析对电解前后的阳极材料表面形貌进行表征,发现电极的表面活性层有脱落的现象;通过能谱仪(EDS)分析发现电解后的阳极材料表面C元素的质量分数增加,说明在电解的过程中C以有机物或无机物的形式附着在电极表面。     

固定床电解槽变电流电解乙二醛合成乙醛酸

研究了支持电解质、阳极类型和变电流电解方式等因素对电解乙二醛合成乙醛酸过程的电流效率和乙醛酸选择性的影响。在选用的支持电解质中盐酸是最合适的支持电解质 ;固定床阳极电解效果优于平板型阳极电解效果 ;变电流电解效果好于恒电流电解效果。当阳极电解液初始组成为w(乙二醛 ) =7.0 %、w(盐酸 ) =8.0 % ,阴极电解液组成为w(硫酸 ) =2 0 %的水溶液 ,变电流电解的平均电流密度为 15 35A/m2 时 ,电流效率为 85 .0 %、乙醛酸选择性为 94.3% ,阳极初产品中m(乙醛酸 )∶m(乙二醛 )≥ 40∶3。     

高碳铬铁熔盐电解精炼制备低碳纯净铬铁

以NaCl?KCl熔盐为电解质、高碳铬铁为工作电极、钨丝为对极、Ag/AgCl为参比电极,在阳极电极电势为0.3 V (vs. Ag/AgCl)的恒压条件下一步熔盐电解高碳铬铁制备低碳纯净铬铁;通过方波伏安法研究了阴极铬铁沉积机理,对阴极电解产物进行了微观分析和物相表征. 结果表明,阴极铬离子沉积是由扩散控速的一次性得失2个电子的可逆反应,且阳极中金属铬先于铁氧化进入熔盐;低碳铬铁合金为粒径0.5?2 ?m的球状颗粒,阴极产物低碳铬铁的碳含量仅为0.24wt%.     

电解分析新法

经典电解分析法不适用于有机物质,因为大多数场合下,有机物质电解还原或电解氧化产物的量不可能测定。作者拟出了可以相当精确地测定含量在5.10~(-10)克分子以下的某些有机物和无机物的电解分析法。方法是根据在汞阴极或某种其他阴极上将物质(离子或分子)电解还原时,在铂阳极上同时析出当量的碘。电解进行到被分析的物质完全还原为止,这可以由电流的下降来判断。被分析物质的量由滴定在阳极上析出的碘量(用硫代硫酸钠滴定)来决定。为了使析出碘的当量与被还原物质的当量相等,阴极和阳极过程的电流效率必须达至100%。从析出碘的方面来看,这一条件即使在很大的电流密度下仍能实现。但阴极反应要达     

电催化氧化法处理印染废水的实验研究

采用不锈钢负载TiO2薄膜电极为阳极、不锈钢为阴极,在电解槽内以电催化氧化法处理印染废水溶液,研究了电解电压、电极间距、pH值、电解时间以及电解质(NaCl)等对印染废水降解效果的影响.结果表明,在电解电压为12 V、电极间距为1.0 cm、溶液pH值为4.38、NaCl投加量为100 mg·L-1、电解时间为50 min的条件下,CODCr去除率达到70%以上;经过复合铝铁混凝剂(投加量为400 mg·L-1)混凝和催化电解两步处理后,废水的CODCr去除率均达到80%以上、色度去除率达到96%以上.     

铬酸钾电解-结晶制备重铬酸钾的工艺

利用阳离子膜,以K2CrO4电解结晶制备K2Cr2O7,考察了电流密度、温度、阴极液KOH浓度、阳极液K2CrO4浓度等因素对转化率、电流效率和直流能耗的影响;研究了K2Cr2O7不同浓度、不同转化率下的结晶纯度和收率及搅拌速率、降温速率和晶种加入量等对晶体粒度分布和形貌的影响. 结果表明,最佳电解工艺条件为：电流密度0.2 A/cm2,电解温度80℃,阴极液KOH浓度50 g/L,阳极液K2CrO4浓度400 g/L. K2Cr2O7转化率大于90%时,结晶纯度不低于99.8%. 优化的结晶条件为：溶液初始K2Cr2O7浓度500 g/L,搅拌速率300 r/min,降温速率0.5℃/min,不添加晶种. 所得产品符合GB 28657-2012要求.     

成对电解同时合成甘露醇、山梨醇和葡萄糖酸盐

采用成对电解合成技术 ,在阴极电还原葡萄糖为甘露醇和山梨醇 ,葡萄糖的转化率达74 6 % ;在阳极电氧化葡萄糖为葡萄糖酸盐 ,其中葡萄糖酸钠的收率为 90 3 % ,电解槽的总收率为 16 4 9%。     

准毛细间隙反应器中直接电氧化合成茴香醛二甲基缩醛

以准毛细间隙反应器为电化学合成装置,采用恒电流电解技术考察了阳极材料、支持电解质、电流密度等工艺参数对茴香醚直接电氧化合成茴香醛二甲基缩醛的影响。结果表明,收率从高到低采用的阳极材料依次为:石墨钛基铱钽钛基钌铱钛基铂;支持电解质依次为:对甲基苯磺酸钠苯磺酸钠氟化钾甲醇钠高氯酸钠间硝基苯磺酸钠;在电流密度1~9 A·dm-2范围内,反应选择性随着电流密度的增大而减小;添加适量的2,6-二甲基吡啶能抑制茴香醛二甲基缩醛的氧化从而提高反应选择性。在优化条件下,茴香醛二甲基缩醛的收率和电流效率分别达到75%和47%。     

间接电氧化法合成2-甲基-1,4-萘醌Ⅱ.电氧化法转化Cr~(3 )为Cr~(6 )的研究

采用电氧化法 ,对合成 2 甲基 1,4 萘醌工艺过程中产生的含Cr3 废铬液转化为Cr6 的工艺条件进行了研究。实验表明 ,使用Nafion417阳离子交换膜 ,PbO2 /Pb或PbO2 /Ti为阳极 ,Pb为阴极 ,极间距 3mm ,电解温度 6 0℃ ,阴极液硫酸的质量分数约为 5 % ,当保持电解后的铬液中w(Cr6 ) =13%时 ,平均电流效率达 75 %左右。经 30 0h连续实验证明 ,槽电压稳定在 3 75V左右 ,平均电流效率稳定 ,平均槽压波动极小 ,阳极未发现明显腐蚀现象。     

二维电催化处理高COD高氨氮含量废水

以DSA电极为阳极、钛板为阴极,利用二维电催化氧化法对高COD、高氨氮含量难降解工业废水进行处理,考察了电流密度、极板间距、电解质加入量和电解时间4个因素对该废水中的COD及氨氮去除效果的影响,确定了适宜的反应条件。结果表明,当电流密度为30 m A/cm~2、极板间距为1.5 cm、电解质Na Cl加入量为2.0 g/L时,反应2.0 h后,废水中COD及氨氮的去除率分别为77.78%和95.07%。     

贮氢合金电极在山梨醇制备中的应用

用贮氢合金作催化还原电极恒电位电解葡萄糖 ,得出合金的表面处理及电极的活化可提高山梨醇电流效率至 80 %以上的结论。同时贮氢电极与Pb电极及发泡Ni电极作了对比 ,发现电解葡萄糖制备山梨醇过程中 ,贮氢电极是较好的还原电极。用贮氢电极 (2 )做阴极 ,30℃ ,电流密度为 80 0mA/dm2 ,葡萄糖溶液及硫酸钠支持电解质浓度均为 0 .5mol/L ,pH =8的条件下 ,电解葡萄糖制山梨醇电流效率高达 94% ,葡萄糖转化率达 80 %以上。     

膜法组合工艺在电解锰产品中的影响因素分析

双膜三室工艺中,探究不同影响因素对阴阳格室电解锰和二氧化锰产量及电流效率的影响。分别从溶液浓度、电解温度、pH、电流密度、添加剂含量及极板材质方面进行了考察。实验表明：双膜三室工艺中,控制溶液中Mn2+质量浓度 35~41g/L、电解温度35~37℃、阴极pH=7~7.2;阳极酸浓度2.5mol/L、阴极电流密度350~400A/m2;阳极800A/m2、阴极添加剂SeO2浓度0.03~0.04g/L、阴极板采用不锈钢板阳极板采用钛涂二氧化铅板条件下,阴极电流效率高于70%,阳极1L电解液中二氧化锰产量高于40g。     

固体聚合物电解水制氢性能衰减分析

以阳极催化剂（IrO₂）、阴极催化剂（Pt/C）含量、阴极Nafion质量分数和阳极Nafion质量分数为考察的因素,进行了四因素三水平的正交试验,以电解槽电解电压在2V时的电流密度为衡量标准,确定了配置催化剂浆料的最优配比为：阳极催化剂IrO₂担载量2.0mg/cm²,阴极催化剂Pt担载量1.0mg/cm²,阳极催化剂浆料中Nafion质量分数20%,阴极催化剂浆料中Nafion质量分数25%。使用最优配比配制催化剂后制备膜电极,对该膜电极进行极化曲线测试、产氢量计算及稳定性测试,发现运行80h后,膜电极的电解性能下降,在0.6A/cm²时,电解电压从1.78V升高到2.06V。使用交流阻抗分析稳定性测试前后的各部分电阻变化,发现各部分电阻均有增加。扫描电镜发现测试后阴极催化层与膜发生明显剥离。对稳定性测试期间的循环水进行电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）测试,发现长时间运行后,水中Ir和Pt的含量增加。     

固定床电化学反应器内电解合成丁二酸的研究

设计并制作了一种固定床电化学反应器用于电解合成丁二酸,通过改变固定床层中钛球的直径和填充个数以调控不同的阴极电流密度,对在该反应器内电解合成丁二酸的性能进行评价。结果表明,当固定床层中填充钛球的直径为8 mm,填充个数为133个,阴、阳极电流密度之比为1:4时,选取阳极电流密度1000 A×m~(-2),投入原料马来酸酐质量分数9.8%,硫酸质量分数5%,电解温度为50℃,可获得最佳的实验结果:平均还原收率可达93.7%,电流效率95.0%,槽电压范围2.6~3.0 V。与传统的箱式电化学反应器相比,平均还原收率可提高4.4%,电流效率提高3.5%,时空产率约为后者的1.6倍。