以糠醛为原料的成对电合成

doi:10.7503/cjcu20170368

高等学校化学学报 ›› 2018, Vol. 39 ›› Issue (4): 779.doi: 10.7503/cjcu20170368

以糠醛为原料的成对电合成

刘红红¹, 刘丽超¹, 张文礼¹, 何亚鹏¹, 黄卫民¹(), 林海波^1,²

1. 吉林大学化学学院, 长春 130012
2. 广东光华科技股份有限公司, 汕头 515061

收稿日期:2017-06-12 出版日期:2018-04-10 发布日期:2018-03-27
作者简介:联系人简介: 黄卫民, 男, 博士, 教授, 主要从事电化学方面的研究. E-mail:huangwm@jlu.edu.cn
基金资助:
国家自然科学基金(批准号: 21273097, 21573093)、国家重点研究发展计划项目(批准号: 2016YFC1102802)、吉林省重大科技攻关招标项目(批准号: 20130204003GX)和广东省引进创新创业团队计划项目(批准号: 2013C092)资助

Paired Electrosynthesis Using Furfural as Raw Material^†

LIU Honghong¹, LIU Lichao¹, ZHANG Wenli¹, HE Yapeng¹, HUANG Weimin^1,^*(), LIN Haibo^1,²

1. College of Chemistry, Jilin University, Changchun 130012, China
2. Guangdong Guanghua Sci-Tech Co., Ltd., Shantou 515061, China

Received:2017-06-12 Online:2018-04-10 Published:2018-03-27
Contact: HUANG Weimin E-mail:huangwm@jlu.edu.cn
Supported by:
† Supported by the National Natural Science Foundation of China(Nos.21273097, 21573093), the National Key Research and Development Program, China(No.2016YFC1102802), the Science and Technology Development Project of Jilin Province, China(No.20130204003GX) and the Guangdong Innovative and Entrepreneurial Research Team Program, China(No.2013C092)

摘要/Abstract

摘要：

研究了Ti/Ru-Ti-Sn, Ni, Ti/PbO₂, Pt和Ti/BDD(钛基掺硼金刚石电极)5种电极的析氧情况及对糠醛电化学氧化成糠酸的催化作用, 得出氧化的最佳电极为Ni. 以糠醛为原料, Ni电极为阳极, Cu电极为阴极, 成对电合成糠醇和糠酸, 研究了溶液pH值、电流密度、糠醛浓度、温度及电解时间对反应的影响. 结果表明, 溶液pH=11, 阴极电流密度为2 mA/cm², 阳极电流密度为1 mA/cm², 糠醛浓度为0.1 mol/L, 温度为25 ℃时, 经过优化, 总的电流效率最佳为130%.

关键词: 糠醛, 糠酸, 糠醇, 成对电合成

Abstract:

In order to choose the best electrode for the electrochemical oxidation of furfural to furfuryl acid, the oxygen evolution and the electrocatalysis for the oxidation of furfural of Ti/Ru-Ti-Sn, Ni, Ti/PbO₂, Pt and Ti/BDD were studied. The effects of pH of the solution, current density, concentration of furfural, temperature and electrolysis time on the electrochemical reduction of furfural to furfuryl alcohol and the electrochemical oxidation of furfural to furoic acid were investigated using Ni anode. The results showed that the best current efficiency was 130% at pH=11, cathodic current density 2 mA/cm², anodic current density 1 mA/cm², concentration of furfural 0.1 mol/L, temperature 25 ℃, cathodic electrolysis time 4 h and anodic electrolysis time 6 h.

Key words: Furfural, Furfuryl alcohol, Furoic acid, Paired electrosynthesis

中图分类号:

O646

TrendMD:

刘红红, 刘丽超, 张文礼, 何亚鹏, 黄卫民, 林海波. 以糠醛为原料的成对电合成. 高等学校化学学报, 2018, 39(4): 779.

LIU Honghong, LIU Lichao, ZHANG Wenli, HE Yapeng, HUANG Weimin, LIN Haibo. Paired Electrosynthesis Using Furfural as Raw Material^†. Chem. J. Chinese Universities, 2018, 39(4): 779.

图/表 6

Fig.1 Linear sweep voltammograms at different anodes(scan rate: 10 mV/s)(A) Ti/Ru-Ti-Sn; (B) Ni; (C) Ti/PbO2; (D) Pt; (E) Ti/BDD. a. 0.1 mol/L NaOH; b. 0.1 mol/L NaOH+0.1 mol/L furfural.

Fig.2 Effect of pH of solution on the selectivity(a) and current efficiency(b) of cathode(A) and anode(B)

Fig.3 Effect of current density on the selectivity(a) and current efficiency(b) of cathode(A) and anode(B)

Fig.4 Effect of concentration of furfural on the selectivity(a) and current efficiency(b) of cathode(A) and anode(B)

Fig.5 Effect of temperature on the selectivity(a) and current efficiency(b) of cathode(A) and anode(B)

Fig.6 Effect of electrolysis time on the selectivity(a) and current efficiency(b) of cathode(A) and anode(B)

参考文献 23

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