论文部分内容阅读
有机电化学合成方法是一种符合原子经济性的绿色合成技术。以葡萄糖为原料利用电化学方法可以合成山梨醇、甘露醇和葡萄糖酸等用途广泛的产品。本工作以Raney Ni作为阴极材料对成对电解葡萄糖制备山梨醇、甘露醇和葡萄糖酸进行了研究。将Ni-Al合金粉制成电极，经热碱液活化，得到一种具有Raney Ni表面的新型电极。以此电极为阴极，用恒电流电解法在自制的平行板电解槽中还原葡萄糖制备山梨醇和甘露醇，由单项实验优选得到电解条件为：葡萄糖浓度0.6mol／L，支持电解质Na2SO 4浓度0.5mol／L，PH=11，电流密度2.0A／dm2，反应温度35℃，通过电量为理论电量的1.2倍，在此条件下取得了71.7％的转化率和60％的电流效率，产品中甘露醇的含量为19.7％。与铅电极相比，Raney Ni电极可以得到更高的转化率及电流效率，同时得到附加值更高的甘露醇产品。随后，对阴极电解工艺进行改进，阴极转化率、电流效率以及产品中甘露醇的含量分别提高到82.2％、68.5％和28.7％。最后，以改进后的最佳还原条件为阴极条件，阳极采用葡萄糖的间接电氧化作为配对反应进行成对电合成研究。在最佳条件下，阴极转化率和电流效率为81.1％和67.6％，阳极产率和电流效率为82.7％和68.9％，电解槽两极室总转化率和总电流效率分别为163.8％和136.5％，与单极反应相比，有了大幅度的提高。 在Raney Ni电极使用过程中发现，产品吸附在Raney Ni电极表面，使电极发生失活现象，将失活的电极放入60℃，17％的NaOH水溶液中浸泡1.5小时，电极活性得到很好的恢复。此外，首次利用分光光度法对葡萄糖成对电解反应实时监测进行研究。结果表明，分光光度法可以快速、准确地检测阴极电解液中的还原糖含量和阳极电极液中的葡萄糖酸含量，使实时分析葡萄糖成对电解反应过程中阴、阳极反应物的浓度变化，监测电解过程成为可能。