电化学法合成氢化偶氮苯类化合物的研究

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1、北京化工大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者签名．．兰么菡菡日期：型丝＆!垒关于论文使用授权的说明学位论文作者完全了解北京化工大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北京化工大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许学位论文被查

2、阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。非保密论文注释：本学位论文不属于保密范围，适用本授权书。作者签名：委堡萱蒸日期：2型丝笸!丝新躲季且丑吼一础名卑学位论文数据集中图分类号TQl51．5学科分类号430．99论文编号1001020140502密级公开学位授予单位代学位授予单位名码10010北京化工大学称作者姓名张苗苗学号20l1200502获学位专业名称材料科学与工程获学位专业代码0805课题来源科技支撑计划研究方向电化学有机合成论文题目电化学法合成氢化偶氨苯类化合物的研究电化学合成，泡沫

3、镍，质子交换膜，cv表面结晶法，邻硝基关键词苯甲醚论文答辩日期2014年5月26日宰论文类型基础研究学位论文评阅及答辩委员会情况姓名职称工作单位学科专长多孔炭材料及电化学指导教师孟庆函副教授北京化工大学研究评阅人1曹兵教授北京化工大学材料评阅人2潘凯副教授北京化工大学高分子材料评阅人3李培副教授北京化工大学膜分离评阅人4评阅人5徽员粼张复实教授清华大学光化学答辩委员1曹兵教授北京化工大学材料答辩委员2魏杰教授北京化工大学材料答辩委员3石峰教授北京化工大学材料答辩委员4潘凯副教授北京化工大学高分子材料答辩委员5李培副教授北京化工大学膜分离注：一．论文类型：1

4、．基础研究2．应用研究3开发研究4．其它二．中图分类号在《中国图书资料分类法》查询。三．学科分类号在中华人民共和国国家标准(GB／T13745．9)《学科分类与代码》中查询。四．论文编号由单位代码和年份及学号的后四位组成．摘要电化学法合成氢化偶氮苯类化合物的研究本文对硝基苯类化合物的电化学还原机理进行了总结并对其中的邻氯硝基苯(o—CNB)的电化学还原过程进行了一系列的表征与对比，包括循环伏安(CV)曲线、傅里叶变换红外光谱图(FT瓜)以及高效液相色谱图(卸PLC)而且由此得出了o．CNB的电化学还原机理：首先。一CNB被还原成邻氯亚硝基苯以及邻氯苯基羟胺

5、，其中当中间产物邻氯苯基羟胺累计到一定的程度时会与邻氯亚硝基苯发生缩合反应生成2，2’．二氯氧化偶氮苯(DOB)，而生成的DOB会进一步被还原成2，2’．二氯氢化偶氮苯(D船)。在上述的电化学还原过程中所有反应发生的前提条件是：被还原物质在反应前能够良好的吸附于阴极板上。而且本文利用上述推断得到的o．CNB的电化学还原机理指导了另一种与o．CNB相似的化合物邻硝基苯甲醚的电化学合成，并通过对催化剂和恒流电流大小进行选择，得出o．CNB在直流电源大小为2A，催化剂为一氧化铅(PbO)时，目标产物2，2’．二甲氧基氢化偶氮苯产率达到最大值为82．8％，此时的反

6、应时问为9．5h。对于电化学反应中催化剂PbO的负载方式，本文进行了重点研究，以期催化剂能够在阴极板上负载的更加均匀，同时催化剂的粒径也能更小，为此，本文对比了涂覆法、静电吸附法和CV表面结晶法三种不同方式下负载的催化剂的催化反应效率，最终发现在CV表面T北京化工大学硕士学位论文结晶法下负载的催化剂催化效率最高，此时的DHB产率达到了93％，而且反应时间为最短，仅5．5h。通过扫描电子显微镜(SEM)对比发现，CV表面结晶法下负载的催化剂粒径最小，仅为0．5um，而且通过XRD对负载前后的催化剂性状进行分析对比发现，此时催化剂在负载前后性状没有发生变化，因

7、此CV表面结晶法是一种有效的催化剂负载方法。最后，本文对o-CNB的循环实验进行了研究，并且对阴极液进行了循环使用，通过13次循环实验发现，DHB的产率最终维持在90％附近，反应后阴极液中NaOH浓度维持在15％附近，反应时问维持在6h附近，这说明此时的工艺条件适合进行电化学合成DHB的循环实验。本文通过对循环后的质子交换膜性能进行测试，并与循环前的性能进行对比发现，质子交换膜的含水率和离子交换容量(IEC)均有一定程度的降低，但从合成反应的结果来看，此时合成反应的结果受到膜性能变化的影响很小，这说明此时质子交换膜能够满足一定循环次数下循环实验的要求。关键

8、词：电化学合成，泡沫镍，质子交换膜，o．CNB，CV表面结晶法，邻