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本文研究了苯酚电氧化法制备对苯醌的过程,主要从直接电氧化和间接电氧化两个方面进行了讨论,其中包括电解工艺条件的优化,萃取剂和添加剂的选取等。
在苯酚直接电氧化方面,本文考察了电流密度,电解质溶液浓度,电解液中苯醌的浓度,电解质溶液的种类等电解条件对于苯醌收率和电流效率的影响,并对其工艺条件进行了优化。实验结果表明,本实验适合在酸性条件下进行,碱性条件下不能生成苯醌。在电流密度为9.30A/dm2,电解时间为3h,电解质硫酸溶液的浓度为1.5 mol/L等优化工艺操作条件下,电解液中苯醌的浓度为6.10 g/L,反应的收率为48.41%,电流效率为40.04%。
实验筛选出最佳的萃取剂为苯和氯仿,尤其是苯作为反应的萃取剂时,反应的收率从47.97%提高到57.43%。研究发现电解液中苯酚的浓度不是越高越好,存在一个最佳值范围。因为苯酚浓度太大时,容易生成对苯二酚和邻苯二酚,它们进而发生醚化、缩合等副反应,造成苯醌的收率降低,故此苯酚不适合作为该过程的萃取剂。考察了助溶剂剂乙醇和乙腈,以及添加剂四乙基氢氧化铵对反应的收率和电流效率的影响,结果显示助溶剂没有作用,添加剂造成收率和电流效率的下降。
本文还研究了苯酚的阴极间接电氧化法和阳极间接电氧化法。阴极间接电氧化体系内通入氧气后,可加速反应的进行,提高收率和电流效率。较优的操作条件为:电流密度为6mA/cm2,pH值为3.6,Fe2+为催化剂。Ce4+/Ce3+作为媒介不适合于苯酚阳极间接电氧化过程。