背景技術(shù)

二甘醇主要來(lái)自于環(huán)氧乙烷水合生產(chǎn)乙二醇的副產(chǎn)物，產(chǎn)量約為10%。近年來(lái)，隨著國(guó)內(nèi)大型生產(chǎn)裝置的相繼建成，乙二醇的生產(chǎn)能力已高達(dá)100萬(wàn)噸/年，其中副產(chǎn)物二甘醇約10萬(wàn)噸/年。因此，開(kāi)發(fā)二甘醇的下游產(chǎn)品是一項(xiàng)極具經(jīng)濟(jì)價(jià)值和市場(chǎng)潛力的項(xiàng)目。由二甘醇合成的二甘醇酸是一種重要的精細(xì)化工原料，其用途廣泛。二甘醇酸二酯類(lèi)化合物是聚氯乙烯的優(yōu)良增塑劑、二甘醇酸的鈉鹽是優(yōu)良的洗滌劑。由二甘醇酸、二甘醇、苯乙烯等合成的不飽和聚酯樹(shù)脂可用于制作玻璃鋼制品、電絕緣品、膠黏帶和原子灰產(chǎn)品，具有良好的性能和使用效果。此外二甘醇酸還可用作植物的助長(zhǎng)劑等。

目前，二甘醇酸產(chǎn)品均需依賴(lài)于進(jìn)口，主要生產(chǎn)國(guó)集中在美國(guó)、德國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家，國(guó)內(nèi)研究仍處于開(kāi)發(fā)試驗(yàn)階段。二甘醇酸的制備方法主要有硝酸氧化法、空氣氧化法和電化學(xué)法。前兩種工藝以硝酸作氧化劑或以貴金屬鉑為催化劑、空氣作氧化劑，將二甘醇氧化成二甘醇酸，水溶液經(jīng)濃縮提純，得到二甘醇酸產(chǎn)品。這些方法選擇性差、產(chǎn)品收率低、生產(chǎn)成本高且對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重。相比于前者，電化學(xué)法以氧化鎳電極作為電催化劑，在鲅性水溶液中將醇類(lèi)化合物經(jīng)電氧化反應(yīng)制得轉(zhuǎn)化率相當(dāng)高的羧酸，既能節(jié)約資源和能源，又有利于保護(hù)生態(tài)環(huán)境，是一種綠色化學(xué)合成技術(shù)。

制備方法

1、電極的制備與活化

取高純鎳(1cm²或30cm²)為工作電極，以等面積的不銹鋼為對(duì)電極，該電極體系依次用稀硝酸、去離子水沖洗干凈后浸入活化液中，通過(guò)電極極性轉(zhuǎn)換技術(shù)將鎳電極進(jìn)行活化處理，首先以鎳電極為陽(yáng)極，不銹鋼為陰極進(jìn)行陽(yáng)極極化，電流密度為25mA?cm^-1，活化溫度為25℃，極化10s后，轉(zhuǎn)換電極的極性，以相同的電流陰極極化2s，反復(fù)上述操作10min，最后以鎳電極為陽(yáng)極，不銹鋼為陰極進(jìn)行陽(yáng)極極化5min，將活化后的電極浸入2mol?L^-1 NaOH溶液中待用?；罨昂箧囯姌O的表面形貌采用S114000型掃描探針顯微鐿(AFM)觀察。

2、電化學(xué)測(cè)試

電化學(xué)測(cè)試在CHI660B電化學(xué)工作站(CHI,USA) 中進(jìn)行，采用三電極電解池，工作電極為經(jīng)活化處理的鎳電極(1cm²)，對(duì)電極為大面積不銹鋼，參比電極為飽和甘汞電極(SCE)，電解液為2mol?L^-1NaOH溶液，實(shí)驗(yàn)溫度為(25±1)℃。在進(jìn)行電化學(xué)測(cè)試前，首先在電解液中通人高純N₂ 30min，以驅(qū)除電解液中的溶解氣體雜質(zhì)。

3、恒電流電解實(shí)驗(yàn)

電解實(shí)驗(yàn)在100ml帶攪拌裝置的無(wú)隔膜電解槽進(jìn)行，工作電極為活化后的鎳電極(30cm²),對(duì)電極為不銹鋼，電解液組成為2mol?L^-1NaOH+0.3mol?L^-1二甘醇溶液，通人的直流電流為0.1~0.6A，反應(yīng)溫度為20~60℃，通入理論電錄的1.1倍時(shí)停止電解。電解結(jié)束后，取出電解液用50ml乙酸乙酯萃取，分液獲得水相，加如少量鹽酸調(diào)節(jié)pH值約為2，用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀進(jìn)行分離，旋蒸后的固體用無(wú)水乙醇萃取，萃取后將溶液過(guò)濾，取濾液旋干獲得二甘醇酸粗產(chǎn)品。

參考文獻(xiàn)

[1]趙峰鳴,李?yuàn)檴?朱英紅,等. 活性氧化鎳電極電催化合成二甘醇酸[J]. 化工學(xué)報(bào),2008,59(z1):88-92. DOI:10.3321/j.issn:0438-1157.2008.z1.020.