茴香脑间接电化学氧化合成茴香醛的研究

摘要

本文主要研究了以茴香脑为原料，用Ce4+/Ce3+作为氧化还原媒质，间接电化学氧化合成茴香醛。对其电化学过程和化学氧化过程分别进行了研究，并优化出了在高电流效率和高产率条件下的最佳反应条件。 用传统的电化学方法，如稳态极化曲线、循环伏安等，考察了Ce4+/Ce3+电对在硫酸中铂电极上的电化学行为。实验表明电极反应为扩散和电荷转移共同控制，Ce4+/Ce3+电对在铂电极上的反应为准可逆过程。 在间接电化学氧化过程中，Ce3+的电化学氧化实验是在无隔膜电解槽中进行，所获得的最佳实验条件是：以铂为阳极，不锈钢为阴极，在含有1mol·L-1H2SO4+0.15mol·L-1Ce2(SO4)3的电解液中，用14mA·cm-2电流密度进行恒电流电解氧化，其通电电量为1.5F·mol-1，电解温度为30℃，阴极与阳极的电极面积比为1∶6。在此条件下Ce4+的电解产率为88％，电流效率达到59％。电化学氧化再生循环10次后，Ce4+的电解产率仍可达到87％以上。 用正交实验和单因素实验研究了Ce4+氧化茴香脑合成茴香醛的化学氧化过程，研究了各实验条件对产率等因素的影响。实验表明，最佳化学氧化合成条件为：硫酸浓度为0.5mol·L-1，反应温度为30℃，Ce4+与茴香脑的物质的量比为3∶1，采用苯为溶剂。在优化条件下茴香醛的产率为90％。此外，也对Ce4+氧化茴香脑合成茴香醛的反应动力学进行了研究，测定了不同温度下(15-35℃)的反应速率常数，推导出了反应速率的方程：d[As]/dt=k[At]·[Ce4+]，以及表观活化能为51.12kJ·mol-1。

目录

文摘

英文文摘

第一章文献综述

第二章基本原理和实验方法

第三章电解Ce3+成Ce4+的实验研究

第四章硫酸溶液中Ce4+/Ce3+在铂阳极上的氧化还原动力学研究

第五章茴香醛的化学合成研究

第六章Ce4+氧化茴香脑合成茴香醛的动力学研究

第七章结论

参考文献

硕士学习期间发表的论文

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