專利名稱：納米MnO的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種苯甲醛化合物的制備，特別是一種納米MnO2制備苯甲醛的方法。
背景技術(shù)：
苯甲醛是精細(xì)有機(jī)合成的重要原料，廣泛應(yīng)用于農(nóng)藥、醫(yī)藥、香料、染料等工業(yè)中，現(xiàn)有技術(shù)中苯甲醛的生產(chǎn)方法較多，如水解法、甲基氧化法等，但是這些方法有的生產(chǎn)條件苛刻，三廢排放量大，嚴(yán)重污染環(huán)境；有的副反應(yīng)多，產(chǎn)品純度低；有的設(shè)備投資高，限制了其發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種污染少，產(chǎn)率高，成本低的納米MnO2制備苯甲醛的方法。
本發(fā)明是通過以下方式來實(shí)現(xiàn)的。
納米MnO2制備苯甲醛的方法，其要點(diǎn)在于，包括以下步驟，1提供一種電解槽，電解槽具有陽極室和陰極室，陽極室和陰極室之間用陽離子交換膜分隔開，陽極室和陰極室內(nèi)分別具有陽極和陰極；2在陽極室內(nèi)以任意比例加入0.5～2M的MnSO4溶液和10％～50％的苯甲醇溶液作為電解液，陰極室內(nèi)加入0.1～1.5mol/L的H2SO4溶液作為電解液；3將電極通電進(jìn)行電解反應(yīng)，同時對陽極室內(nèi)的電解液進(jìn)行攪拌；4提供一種超聲波發(fā)生器，將電解槽置于超聲波發(fā)生裝置中，使電解反應(yīng)在超聲波中進(jìn)行；
5將上述反應(yīng)裝置置于60℃～95℃的溫度下反應(yīng)0.5～3小時；6將電解槽內(nèi)的液相產(chǎn)物進(jìn)行萃取、減壓蒸鎦，獲得產(chǎn)物苯甲醛。
這樣，在超聲波振蕩下，在陽極將Mn2+氧化為細(xì)小的MnO2顆粒，MnO2與苯甲醇進(jìn)行后續(xù)反應(yīng)，將苯甲醇氧化成苯甲醛，而自身又被還原為Mn2-，其所應(yīng)機(jī)理如下Mn2++2H2O-2e-→MnO2+4H+C6H5CH2OH+MnO2+2H+→C6H5CHO+Mn2++2H2O通常電解的MnO2會沉積在陽極表面，從而不利于MnO2與苯甲醛進(jìn)行后續(xù)的反應(yīng)，而在超聲波的震蕩下，電解生成的MnO2顆粒以極小的顆粒分散在陽極液中，其粒徑分布在幾十納米到幾微米范圍內(nèi)，通過對陽極液的透射電鏡照片，納米MnO2呈圓球形，其中大顆粒為40～50nm，而小顆粒為10～20nm。將反應(yīng)后的液相產(chǎn)物進(jìn)行傅立葉紅外光譜測試，從產(chǎn)物的紅外譜圖中可以看出，在1675cm-1有個尖銳的振動吸收峰，這為分子中羰基的伸縮振動吸收峰，在1100～1600cm-1有振動吸收峰，這是分子中苯環(huán)的伸縮振動吸收峰。產(chǎn)物的譜圖A與苯甲醛的標(biāo)準(zhǔn)譜B幾乎完全一致，說明制備的苯甲醛純度較高，其它副產(chǎn)物較少。因此，通過超聲波電氧化合成納米MnO2制備苯甲醛產(chǎn)率高，可達(dá)88.9％，反應(yīng)過程不產(chǎn)生有害的污染物，反應(yīng)裝置簡單，成本低廉，能夠廣泛應(yīng)用于工業(yè)化生產(chǎn)。
本發(fā)明可以具體為電解槽內(nèi)的陰極為石墨電極，陽極或者為石墨電極，或者為Pb電極，或者為PbO2電極，或者為鈦鍍釕電極。
MnSO4溶液的濃度為1mol/L。H2SO4溶液的濃度為0.5mol/L。
通過對液相產(chǎn)物紫外可見分光光度法確定最佳反應(yīng)溫度，該最佳反應(yīng)溫為75℃～85℃。
在對液相產(chǎn)物紫外可見分光光度法的實(shí)驗(yàn)中，分別取在不同的溫度下反應(yīng)所得的樣品1mL，配成一定濃度，在245nm處測其吸光度，通過標(biāo)準(zhǔn)曲線得出產(chǎn)率Cx，根據(jù)產(chǎn)量公式m＝Cx×1000×(1/15)計(jì)算出產(chǎn)量，得到產(chǎn)率Cx與溫度T的關(guān)系，由圖可知，隨著溫度增大，產(chǎn)率增大，當(dāng)溫度超過80℃時，MnO2活性增大，苯甲醇部分被氧化成苯甲酸，故產(chǎn)率下降；而且，由于在較高的反應(yīng)溫度下電流效率隨電解時間的增長而下降和趨勢減緩，因此，最佳反應(yīng)溫度選擇為75℃～85℃。
由于，在不同反應(yīng)溫度下電流效率隨電解時間的增長而呈下降的趨勢，因此，反應(yīng)時間選擇1小時為最佳。
綜上所述，本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)采用超聲波電氧化合成納米MnO2并用于制備苯甲醛，克服了化學(xué)合成法中的缺點(diǎn)，生產(chǎn)過程污染少，反應(yīng)條件溫和，產(chǎn)率高，可達(dá)88.9％，反應(yīng)裝置簡單，成本低廉，能夠廣泛應(yīng)用于工業(yè)化生產(chǎn)。


圖1是本發(fā)明反應(yīng)裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本發(fā)明產(chǎn)物的紅外譜圖。
圖3是苯甲醛的標(biāo)準(zhǔn)譜圖。
圖4是本發(fā)明陽極液的透射電鏡照片。
圖5是本發(fā)明產(chǎn)物的產(chǎn)率與溫度的關(guān)系圖。
圖6苯甲醛的濃度和吸光率的標(biāo)準(zhǔn)曲線圖。
圖7是本發(fā)明在不同溫度下的電流效率。
其中，1電解槽。
具體實(shí)施例方式
最佳實(shí)施例
參照圖1，納米MnO2制備苯甲醛的方法，包括以下步驟1提供一種電解槽，電解槽具有陽極室和陰極室，陽極室和陰極室之間用陽離子交換膜分隔開，陽極室和陰極室內(nèi)分別具有陽極和陰極，陽極和陰極均為石墨電極；2在陽極室內(nèi)加入1M的MnSO4和20％的苯甲醇溶液作為電解液，陰極室內(nèi)加入0.5mol/L的H2SO4溶液作為電解液；3將電極通電進(jìn)行電解反應(yīng)，同時鼓入空氣對陽極室內(nèi)的電解液進(jìn)行攪拌；4提供一種超聲波發(fā)生器，將電解槽置于超聲波發(fā)生器中，使電解反應(yīng)在超聲波中進(jìn)行；5將上述反應(yīng)裝置置于80℃的最佳反應(yīng)溫度下反應(yīng)1小時；6反應(yīng)結(jié)束后將電解槽內(nèi)的液相產(chǎn)物進(jìn)行萃取、減壓蒸鎦，獲得產(chǎn)物苯甲醛。
本發(fā)明未述部分與現(xiàn)有技術(shù)相同。
權(quán)利要求
1.納米MnO2制備苯甲醛的方法，其特征在于，包括以下步驟，1.1提供一種電解槽(1)，電解槽(1)具有陽極室和陰極室，陽極室和陰極室之間用陽離子交換膜分隔開，陽極室和陰極室內(nèi)分別具有陽極和陰極；1.2在陽極室內(nèi)以任意比例加入0.5～2M的MnSO4溶液和10％～50％的苯甲醇溶液作為電解液，陰極室內(nèi)加入0.1～1.5mol/L H2SO4溶液作為電解液；1.3將電極通電進(jìn)行電解反應(yīng)，同時對陽極室內(nèi)的電解液進(jìn)行攪拌；1.4提供一種超聲波發(fā)生裝置，將電解槽(1)置于超聲波發(fā)生裝置中，使電解反應(yīng)在超聲波中進(jìn)行；1.5將上述反應(yīng)裝置置于60℃～95℃的溫度下反應(yīng)0.5～3小時；1.6將電解槽(1)內(nèi)的液相產(chǎn)物進(jìn)行萃取、減壓蒸鎦，獲得產(chǎn)物苯甲醛。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米MnO2制備苯甲醛的方法，其特征在于，電解槽(1)內(nèi)的陰極為石墨電極，陽極或者為石墨電極，或者為Pb電極，或者為PbO2電極，或者為鈦鍍釕電極。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米MnO2制備苯甲醛的方法，其特征在于，MnSO4溶液的濃度為1M。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米MnO2制備苯甲醛的方法，其特征在于，苯甲醇溶液的濃度為20％。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米MnO2制備苯甲醛的方法，其特征在于，H2SO4溶液的濃度為0.5mol/L。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米MnO2制備苯甲醛的方法，其特征在于，反應(yīng)溫為75℃～85℃。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米MnO2制備苯甲醛的方法，其特征在于，反應(yīng)時間為1小時。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種苯甲醛化合物的制備，特別是一種納米MnO
文檔編號C25B3/00GK101089230SQ20061001939
公開日2007年12月19日 申請日期2006年6月14日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月14日
發(fā)明者陳震, 鄭曦, 陳日耀 申請人:福建師范大學(xué)