電氧化喹啉合成喹啉酸的工藝研究.pdf

1、喹啉酸是合成農(nóng)藥、醫(yī)藥、顏料和染料中間體的重要化工原料，可用來合成對氟苯乙醚、莫西沙星、咪唑酮類除草劑及喹諾酮類抗生素等。以喹啉酸為原料合成的咪唑酮類除草劑高效低毒，有快速取代傳統(tǒng)產(chǎn)品的趨勢，近年來在國際上受到重視。目前喹啉酸的合成方法有傳統(tǒng)的化學氧化法和直接電化學氧化法。與傳統(tǒng)的化學氧化法相比，電化學氧化法具有產(chǎn)品質(zhì)量好、成本低、無污染等優(yōu)點，受到很多學者的青睞。本文以喹啉為原料，進行了直接電化學氧化合成喹啉酸過程的反應液分析、陽極材

2、料電催化性能測定、工藝條件優(yōu)化等研究，具有一定的基礎理論價值和較好的工業(yè)應用前景。
　　電化學氧化喹啉合成喹啉酸的反應液中含有目標產(chǎn)物喹啉酸、副產(chǎn)物草酸、未反應原料喹啉及硫酸等物質(zhì)，其中喹啉酸和喹啉的同時分析方法尚未見報道。本文采用高效液相色譜法，建立了一種可同時對電合成反應液中喹啉、喹啉酸等物質(zhì)進行定量分析的新方法。
　　陽極既是電合成喹啉酸過程的催化劑，又是電化學反應進行的場所。本文針對喹啉直接電氧化合成喹啉酸體系的特點

3、，測定了Ti/PbO2、Pb/PbO2、Ti/IrO2、光滑Pt四種陽極的穩(wěn)態(tài)極化曲線，實驗表明Ti/PbO2具有優(yōu)良的電催化活性和耐腐蝕性，是電合成喹啉酸反應比較理想的陽極。此外，還測定了不同溫度下Ti/PbO2的穩(wěn)態(tài)極化曲線，計算了其動力學參數(shù)及表觀活化能。
　　采用板框式電解槽，Nafion427全氟磺酸陽離子交換膜，Ti/PbO2陽極，Pb陰極，在陰極液硫酸濃度20％、流量8L·min-1和極間距5mm的條件下，運用正交實

4、驗設計和較精細的單因素實驗得到喹啉直接電氧化合成喹啉酸的較佳工藝條件為:通電量為1.1倍的理論電量，電流密度239A·m-2;電解溫度60℃;陽極液硫酸濃度60％;陽極液中喹啉采用分批加料方式，加入的喹啉總濃度為6％。在該工藝條件下的四次重復實驗結果表明平均電流效率可達69％以上，喹啉酸的電化學收率達76％以上。此外，采用單因素實驗考察了成鹽溫度、成鹽時間、無水硫酸銅用量、堿化溫度、堿化時間等因素對后處理工藝的影響，在優(yōu)化的工藝條件下，