离子液体中甲醇电化学氧化合成二甲氧基甲烷的研究

【摘要】：本论文中制备了8种咪唑盐型离子液体1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐(EmimBF4)、溴化1-乙基-3-甲基咪唑(EmimBr)、氢氧化1-乙基-3-甲基咪唑(EmimOH)、1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐(BmimBF4)、溴化1-丁基-3-甲基咪唑(BmimBr)、氢氧化1-丁基-3-甲基咪唑(BmimOH)、氯化1-丁基-3-甲基咪唑(BmimCl)以及氯化1-苄基-3-甲基咪唑(BzmimCl)。用1H NMR和FT-IR对所制备的离子液体进行了表征。将制备的离子液体作为支持电解质探讨了甲醇在铂电极上的电化学氧化行为。循环伏安实验的结果表明,甲醇在Pt电极上发生了明显的氧化-还原反应。在此基础上,应用控制电位电解库仑法和恒电位电解法对电化学氧化甲醇一步法合成二甲氧基甲烷(DMM)进行了研究。实验结果表明,离子液体Emim BF4对于甲醇的电极活化及转化为DMM表现出了优良的性能,获得了较高的甲醇转化率。探讨了组成离子液体的阳离子和匹配阴离子在电解过程中的作用,以及无机盐NH4BF4与离子液体EmimBF4作为电解质时电解反应的对比。确定了离子液体即作为支持电解质又做为电催化剂的性质。同时,探讨了电解电压、电解温度、反应时间、离子液体用量以及电极种类等条件对反应的影响。确定了最佳反应条件为:工作电极和对电极均为铂电极,电解电压为3.0V,离子液体用量为0.024 mol,甲醇的用量为0.035 mol,离子液体与甲醇的摩尔比为0.069,反应温度30℃,反应时间24 h。在此最佳反应条件下,甲醇的转化率为34.7%,选择性为96.9%,电流效率为88.2%。根据文献报道的甲醇在电极上及在催化剂表面上的吸附和电活化的性质和本实验中用GC-MS测得的产物的分布,提出了甲醇通过氧化为甲醛、甲醛再与甲醇缩合形成DMM的电化学活化、转化的反应机理。 【关键词】：离子液体 二甲氧基甲烷 甲醇 电解氧化
【学位授予单位】：哈尔滨师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O645.1
【目录】：

• 摘要8-9
• Abstract9-11
• 第1章 绪论11-24
• 1.1 前言11-13
• 1.2 二甲氧基甲烷的概述13-23
• 1.2.1 二甲氧基甲烷的应用14-15
• 1.2.2 二甲氧基甲烷的合成方法15-23
• 1.4 本论文的设想与研究内容23-24
• 第2章 离子液体Emim BF_4中甲醇电化学氧化合成二甲氧基甲烷24-40
• 2.1 前言24
• 2.2 实验部分24-28
• 2.2.1 药品与仪器24-25
• 2.2.2 电解质离子液体的制备25-27
• 2.2.3 循环伏安的测定27
• 2.2.4 DMM的合成与检测27
• 2.2.5 二甲氧基甲烷产率的定量计算27-28
• 2.3 结果与讨论28-39
• 2.3.1 体系循环伏安的测定28-30
• 2.3.2 各种反应条件对反应的影响30-36
• 2.3.3 反应机理的推断36-38
• 2.3.4 结论38-39
• 2.4 本章小结39-40
• 第3章 离子液体Bzmim Cl中甲醇电化学氧化合成二甲氧基甲烷40-49
• 3.1 前言40
• 3.2 实验部分40-43
• 3.2.1 药品与仪器40-41
• 3.2.2 电解质离子液体的制备41
• 3.2.3 二甲氧基甲烷的合成与检测41
• 3.2.4 二甲氧基甲烷产率的定量计算41
• 3.2.5 二甲氧基甲烷产率的定量计算41-43
• 3.3 结果与讨论43-47
• 3.3.1 体系循环伏安的测定43
• 3.3.2 各种反应条件对反应的影响43-47
• 3.4 本章小结47-49
• 结论49-51
• 参考文献51-55
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文55-56
• 附图56-65
• 致谢65

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

关于甲醇前景新的市场分析    李光玉;

甲醇系列产品的开发与应用    房鼎业;孙启文;

甲醇及其下游产品发展前景    王卫华;熊瑞皋;王贵生;董松春;

市场透视    

全球甲醇工业将面临疲软    

甲醇下游产品开发及技术进展    李好管

专家提出甲醇工业发展建议    

甲醇下游产品的开发和应用    李素君

“大甲醇”技术及其应用    

生物甲醇的开发与商业化    何永昌

甲醇在改性HZSM-5上制芳烃的研究    雷智平;水恒福;王知彩;任世彪;蒋京熹;

甲醇制氢技术研究及应用——四川亚联高科技股份有限公司甲醇制氢新技术    杜雯雯;王业勤;吴素娟;

甲醇企业吁请加大反倾销力度    本报记者 陈继军

甲醇工业极具发展潜力    张申战

甲醇：五个风险四大关键求解    王亚丽王瑞娟

三大利空导演甲醇高台跳水    呼跃军

中国将成国外甲醇重点出口地    记者 张兴刚

国内甲醇建设高烧不退    钟华

甲醇产业投资过热隐忧多    蔡恩明

甲醇产业损害预警机制当早起动    张瑞和

国内外甲醇工业的现状及市场    冯秀芳

中国甲醇工业现状及“十二五”发展规划解读    中国氮肥工业协会

移动床甲醇制丙烯反应工艺的研究    虞贤波

钯掺杂及氧的预吸附对铂催化甲醇脱氢反应的理论研究    陈丽

非热平衡等离子体—催化剂条件下甲醇的选择性反应    王赢权

离子液体中甲醇电化学氧化合成二甲氧基甲烷的研究    李盈

年产3万吨甲醇增产技术改造的工艺设计    卢勤斌

天然气制甲醇生产工艺优化    毛司理

间歇精馏法制备高纯甲醇的研究    杨光辉

基于膜分离技术的甲醇精制过程模拟与优化    曲文凯

低温液相合成甲醇铜铬催化剂制备及合成工艺的研究    刘明刚

甲醇重整内燃机复合循环    张国强

多规格产品甲醇精馏塔的建模与仿真    郑洪裕