间接电氧化媒质Ce4+/Ce3+的循环与再利用

设计了一种适用于间接电氧化合成反应,中试规模的填充式隔膜电解槽.该电解槽以铜板为阴极,PbO2/Ti石墨颗粒填充电极为阳极,电解液[0.16mol/L Ce2(SO4)3,1.5 mol/L H2SO4]采用外循环的方式控制其温度为30～50℃,在50A/m2的电流密度下电解,获得大于80%的电流效率.讨论了电极材料、电流密度、电解液温度、Ce3+浓度和循环次数等对电流效率的影响.其中Ce3+浓度是限制电流密度和影响电流效率的主要因素;电解液在间接电氧化对甲氧基甲苯反应中连续循环使用20次,仍然保持高于85%的电流效率;PbO2/Ti石墨颗粒填充电极使用寿命超过6个月.     

硫酸钴对镍电极电化学性能的影响

研究了CoSO4添加剂对镍电极和镍氢电池电化学性能的影响，镍电极反应活性和可逆性随CoSO4添加量增加而增大，CoSO4经过3-5次充放电循环后逐渐转变为CoOOH，与CoO添加剂的变化趋势一致。采用含CoSO4的镍电极与金属氢化物电极组装成MH／Ni电池，在第150次循环之前，电池放电容量一直随着循环次数的增加而增加，经过250次循环后，容量保持率仍高达95％：CoSO4添加量分别为11.2％、18.7％和30.0％时，相应的镍电极最高放电比容量分别为270、280和287mAh／g。由于CoSO4具有制备工艺简单、不容易氧化、成本低等特点，因此可替代CoO降低MH／Ni电池的制造成本。     

电化学还原硝基甲烷合成N-甲基羟胺盐酸盐的工业化试验

An industrial electrolytic cell was designed for the electrochemical synthesis of N-methylhydroxylamine hydrochloride （N-MHA）. Copper was used as the cathode, graphite as the anode, and a cation membrane as the separator. The results show that N-MHA with a high purity of 99% can be electrosynthesized directly from nitromethane in HC1 solution. Under a constant current of 1000-2500A.m^-2 in the temperature of 30-50℃, the average yield, current efficiency, and reaction selectivity were 65%, 70%, and 99%, respectively. Graphite electrode and membrane material can be used continuously in the preparative electrolysis for 5000h. Moreover, the effects of the electrode and membrane materials, current intensity, electrolyte temperature, and other associated parameters on the electrosynthesis results were investigated. The direct current power consumption was 8151.3kW-h-（1000kg N-MHA）^ -1. This method is a simple separation process with limited contamination and hence, is a new green synthesis method for the industrial production of N-MHA.     

电化学还原合成N-甲基羟胺研究

N-甲基羟胺及其盐酸盐广泛应用于医药和农药中间体的合成,以及核废料处理与回收等领域.采用线性扫描和循环伏安方法,研究了硝基甲烷电还原一步制备N-甲基羟胺及其盐酸盐的反应特性.在盐酸溶液中,硝基甲烷在铜、铜汞齐和镍电极上均具有明显的还原活性,其活性大小依次为铜＞铜汞齐＞镍＞石墨,其中硝基甲烷在铜电极上的还原电位为-0.65～-0.75V(vs.SCE).电解合成试验结果表明,采用铜和铜汞齐作为阴极材料,电合成N-甲基羟胺盐酸盐的电流效率均超过90%,产品收率超过86%;采用镍和石墨作阴极,电流效率和产品收率均较低.其中铜电极在1200～2500A·m-2的电流密度范围内,电解时间为理论电解时间的80%时,具有最好的电流效率.与传统的催化氢化法合成N-甲基羟胺比较,电化学还原硝基甲烷制备N-甲基羟胺盐反应条件温和、污染少、成本低,是一种非常有效的合成新方法.