N-甲基羥胺及其鹽的電化學(xué)合成.pdf

1、有機(jī)電化學(xué)合成是有機(jī)合成與電化學(xué)技術(shù)相結(jié)合的一門邊緣學(xué)科，該學(xué)科以綠色合成為目標(biāo)，是今后發(fā)展“綠色化學(xué)合成工業(yè)”的重要組成部分。納米TiO2是一種新型的納米結(jié)構(gòu)材料，對(duì)不飽和化合物的電催化加氫、硝基化合物的電還原具有較高的電化學(xué)性能，有著廣泛的應(yīng)用前景。本文利用電化學(xué)的方法合成N-甲基羥胺鹽酸鹽，研究硝基甲烷在Ti/TiO2膜電極上的電還原性能。
　　本文采用陽(yáng)極氧化法制備 Ti/TiO2膜電極（電解條件：電解液為1mol/L的硫

2、酸溶液，陽(yáng)極為拋光后的Ti片，陰極為 Pt電極，氧化溫度為20℃，氧化電壓為20V，氧化時(shí)間為1.5 h）。利用X射線衍射儀(XRD)，掃描電子顯微鏡(SEM)和X射線光電子能譜(XPS)對(duì)制備的Ti/TiO2膜電極的物相結(jié)構(gòu)、表面形貌、表面元素及價(jià)態(tài)分布進(jìn)行了表征。分析結(jié)果表明：制備的電極表面粗糙，出現(xiàn)了不規(guī)則的顆粒狀，電極表面只含有Ti和O兩種元素，且Ti以正四價(jià)形式存在，沒(méi)有其他價(jià)態(tài)存在，說(shuō)明在電極表面形成了TiO2膜。電極的表面

3、積增大，有利于提高電化學(xué)性能。通過(guò)循環(huán)伏安法、穩(wěn)態(tài)極化曲線法、原位傅里葉紅外光譜等電化學(xué)測(cè)試技術(shù)研究了制備的Ti/TiO2膜電極在硝基甲烷中對(duì)硝基甲烷的電還原性能。分析結(jié)果表明：Ti/TiO2膜電極作為一種異相的催化劑參與到硝基甲烷的還原反應(yīng)過(guò)程中，硝基甲烷的電還原過(guò)程是一個(gè)快速的、不可逆的電還原反應(yīng)。并且探索得到了硝基甲烷在Ti/TiO2膜電極上電還原機(jī)理。
　　將制備的Ti/TiO2膜電極作為陰極用于電解還原硝基甲烷制備甲基羥

4、胺鹽酸鹽的電解實(shí)驗(yàn)。結(jié)果如下：由于無(wú)隔膜法在硝基甲烷的電解還原中行不通，所以該電解實(shí)驗(yàn)是在隔膜電解槽中以Ti/TiO2膜電極為陰極，DSA為陽(yáng)極，電解溫度為30℃，電流密度為4000A/m2，電解時(shí)間為理論時(shí)間的80％時(shí)，得到的甲基羥胺鹽酸鹽的產(chǎn)品收率和電流效率最高，分別為60.00%和74.99%。與光亮Ti電極作為陰極相比，甲基羥胺鹽酸鹽的產(chǎn)品收率至少提高了10%。將最佳工藝條件下的電解液進(jìn)行循環(huán)套用，兩次循環(huán)套用的產(chǎn)品收率和電流效