有机电化学合成过程工业化的主要问题.pdfVIP

第lo届全国有机电化学与工业学术会议论文集 有机电化学合成过程工业化的主要问题 许文林1王雅琼 (扬州大学化学化工学院．江苏扬州，225002) 摘要有机电化学合成是一种绿色合成技术。具有许多优点．但是在有机电化学合成的工业化过程中存在阳极材料、电 化学反应器和离子膜的问题有待解决．提出了超声与有机电化学合成技术耦合是有效的解决有机电化学合成过程中存 在电极失活和有机物在水相同中存在溶解度等问题、改善有机电化学合成过程、提高速率和电流效率的方法． 关键词有机合成，电化学，工业化 有机合成过程清洁生产 20世纪化学工业的飞速发展促进了国民经济的迅速增长，但也由此造成了大规模的环境污染，亟待 开发环境友好的工艺过程、高效节能的生产设备和性能优良的化工产品，实现化工生产过程清洁化。开 发环境友好、高效节能的绿色化学技术是21世纪化学工业发展的方向，绿色化、精细化和高效化绿色化 是2l世纪化学工业、化学工艺及化学工程的大趋势。因此，正确把握21世纪世界化学工程的发展动向 ● 和前景，制定相应的发展战略是2l世纪化学工业发展面临的重要课题。化学工业与社会发展、生态环境、 能源消耗密切相关，化学工业的绿色化、精细化和高效化是世界化学工业的发展方向，发展绿色化、精 细化和高效化的化学工业尤为重要。开展学科交叉研究，开发安全、清洁、高效的生产工艺和过程，以 实现化工生产过程的清洁生产是21世纪化学工业的发展方向。 有机合成过程是化学工业的重要领域，也是目前主要的环境污染源之一。催化反应是有机合成过程 行业的核心技术，传统的催化反应过程大多采用热化学方法进行反应，生产过程通常具有高温、高压、 有毒、有害、易燃、易爆的特点，采用新技术和工艺彻底改变传统的有机合成过程的缺点，使反应在常 温、常压下安全、可靠、高效地进行。要实现这一目标，应从改变化学反应工艺和技术，尤其是采用新 的催化技术和新的合成路线，从根本上改变传统的反应技术和工艺。 电化学合成是一种绿色合成技术，作为一种新颖的绿色催化合成技术，目前已成为化工领域中根治 环境污染、提高资源利用率极的其关键核心技术。电化学反应可以实现在一般条件下难以直接被氧化或 1国家自然科学基金20476087 许文林(1963-)，男，博士，教授，博士生导师E-mail：wlxu@mail．yzu．cdu．cn 33 第lO届全国有机电化学与工业学术会议论文集 被还原的化学反应，电化学合成具有以下优点：一是产物纯净，不存在传统的化学氧化或还原过程中由 氧化剂或还原剂带进杂质的污染问题；二是通过控制电解条件，特别是改变操作电位，可以实现反应物 的选择性氧化或还原，以提高反应选择性；三是过程灵活，适当调节操作参数可用于不同的处理场合： 四是能量利用率较高，操作管理费用较低。因此，电化学合成技术已经在氯碱过程和活泼金属的制备等 工业过程中得到了广泛应用。 有机电化学合成是用电化学的方法实现物质的氧化或还原，实现有机电化学合成这一种新颖的有机 合成绿色催化技术的工业化不但具有重要的学术价值，而且具有非常重要的应用和发展前景。 2．有机电化学合成的主要优点 在有机电化学合成过程中，有机物的氧化或还原过程是通过有机反应物或媒质(电子载体)与电极 之间进行电子转移来进行反应，通过选择和开发合适的电极材料、电解液控制和操作电极电位，实现有 机物的选择性氧化或还原。因此，与传统的有机合成技术相比，有机电化学合成具有无需有毒或危险的 氧化剂和还原剂、电化学合成过程容易操作控制、缩短合成工艺和装置具有通用性等特点。目前国内外 已将精细化学品的合成作为有机电化学合成研究和开发的主要过程。 有机电化学合成，采用电子为氧化或还原试剂，有机电化学合成具有下列优点： (1)本质上是一种无公害的有机合成过程：有机电化学方法能够合成一些通常条件下难以进行的反 应过程。有机电化学合成反应无需采用有毒或危险的氧化剂和还原剂，“电子”就是清洁的反应试剂，环 境污染可大幅度降低，有的甚至完全无公