一种在线分析硝基还原反应的电化学方法技术

本发明专利技术公开了一种在线分析硝基还原反应的电化学方法。该方法包括下述步骤：(1)将聚电解质和有机溶剂的混合液置于透析膜装置中；(2)将工作电极、对电极和参比电极置于步骤(1)中的透析膜装置中，之后将透析膜装置置于硝基化合物反应液中，然后连接电化学系统电路，即可分析检测硝基还原反应。本发明专利技术的分析方法选用的材料毒性小，并且不仅可以使硝基还原反应的检测装置简易化，而且通过硝基化合物在微电极上的扩散作用可以快速地完成检测过程，并且由于膜技术应用于电化学伏安检测技术，两种技术的结合，极大程度地解决在线监控有机反应的可行性。

【技术实现步骤摘要】
一种在线分析硝基还原反应的电化学方法
本专利技术属于化工行业的检测
，具体涉及一种在线分析硝基还原反应的电化学方法。
技术介绍
硝基苯是化工行业应用较为广泛的基础原料，主要参与还原反应制备多种精细化工的中间体。硝基还原反应是化工行业中较为常见的反应之一，当前在化工生产中，对该反应的分析测试主要涉及到液相、气相、质谱等色谱方法。对于硝基还原类的反应的监控，是对中控样品多点取样，用高效液相色谱(HPLC)或者气相色谱(GC)等分析仪器进行分析检测，这些分析方法虽然灵敏度高，但样品预处理繁琐，操作复杂，需要花费较长的时间，这不仅增加了分析部门的工作任务，而且还影响化工生产的进度和效率。例如，气相色谱(GC)等分析仪器进行分析检测，至少在30分钟以上。另外，在取样过程中有较多不安全因素，影响员工安全和社会环境，甚至造成企业的巨大经济损失，并且检测消耗较大，不能在线实时检测等缺点。因此，研发一种可实时在线检测、选择性好、分析速度快、操作简单、维护方便、检测成本低的硝基还原反应的分析方法仍是本领域亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术所解决的技术问题在于克服现有技术中对硝基还原反应的分析测试存在样品预处理繁琐、操作复杂并具有危险性、耗时较长、效率较低、检测消耗较大、不能在线实时检测、成本高等缺陷，从而提供一种在线分析硝基还原反应的电化学方法。本专利技术的分析方法具有可实时在线检测、不需要中控取样、选择性好、分析速度快等特点，同时该方法操作简单，维护方便，且检测成本低。本专利技术是通过以下技术方案解决上述技术问题的：本专利技术提供了一种在线分析硝基还原反应的电化学方法，其包括下述步骤：(1)将聚电解质和有机溶剂的混合液置于透析膜装置中；(2)将工作电极、对电极和参比电极置于步骤(1)中的透析膜装置中，之后将透析膜装置置于硝基化合物反应液中，然后连接电化学系统电路，即可分析检测硝基还原反应。步骤(1)中，所述聚电解质为本领域常规使用的聚电解质，可为聚苯乙烯磺酸、聚二烯丙基二甲基氯化铵、聚二烯丙基氯化铵或聚乙烯亚胺等，也可为具有相似导电性能的聚合物的任意组合物。步骤(1)中，所述有机溶剂为本领域常规使用的有机溶剂，对所述有机溶剂的种类不做特殊限定，只要是不与所述硝基化合物发生反应，并能够溶解所述硝基化合物的有机溶剂均可，例如甲醇、乙醇、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基乙酰胺(DMAC)、四氢呋喃(THF)、甲苯-醋酸、甲醇-水等，也可以是上述有机溶剂的混合溶剂，较佳地为甲醇、乙醇、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)或二甲基乙酰胺(DMAC)。步骤(1)中，所述聚电解质的用量为本领域常规使用的聚电解质的用量，所述有机溶剂的用量为本领域常规使用的有机溶剂的用量，对所述聚电解质的用量和所述有机溶剂的用量均不作特殊限定，只要所用的有机溶剂能够完全溶解所用的聚电解质即可，较佳地，所述聚电解质的用量与所述有机溶剂的用量比为8-12mg/mL，更佳地为10mg/mL。步骤(1)中，所述混合液的获得的操作和条件为本领域常规的混合的操作和条件，所述混合较佳地在磁力搅拌器上进行。步骤(1)中，所述透析膜装置为本领域常规使用的透析膜装置，所述透析膜装置可包括透析膜、用于支撑透析膜的膜支撑架。本领域技术人员均知，所述膜支撑架的作用是避免透析膜在检测过程中变形进而影响检测结果，同时不影响所述透析膜内外的物质扩散。对所述的膜支撑架没有特殊限定，只要不与所述聚电解质、所述有机溶剂及所述硝基化合物反应液反应即可。较佳地，所述膜支撑架为网状支架或镂空支架。较佳地，所述透析膜装置为透析袋。所述透析膜装置的透析膜为本领域常规使用的透析膜，较佳地为截留分子量为3500、7000、25000或50000的透析膜，也可为截留分子量更大的透析膜。在本专利技术一较佳实施例中，所述透析膜为商购的美国SPECTRUMLABS透析膜，材质是RC膜即再生纤维素膜，规格有透析袋MD34(25kD)、透析袋MD31(3.5kD)等。步骤(2)中，所述工作电极为本领域常规使用的工作电极，所述工作电极可以为各种固体电极，如玻碳电极、金电极、铂盘电极、铂盘微电极等；本领域技术人员均知在使用前需要对工作电极进行表面清洁处理，较佳地为利用0.05μm的a-AL2O3粉末抛光，再用超纯水清洗，擦干。步骤(2)中，所述对电极为本领域常规使用的对电极，对所述对电极的种类不做特殊限定，只要是在电化学系统中不发生氧化-还原反应的对电极均可，例如惰性金属，较佳地为铂、金、钨等。步骤(2)中，所述参比电极为本领域常规使用的参比电极，较佳地为饱和甘汞电极或银/氯化银电极。步骤(2)中，将所述透析膜装置置于硝基化合物反应液中的目的是使所述硝基化合物反应液中的硝基化合物透过透析膜，当然与此同时透析膜内的聚电解质溶液不会透过透析膜，由此实现硝基化合物的检测，由于透析膜内聚电解质溶液的量远远小于硝基化合物反应液，因此即使透析膜内的溶剂扩散到反应液中也不会影响检测结果。本领域技术人员知晓硝基化合物在透析膜装置的体系中，一般达到检测限检测即可开始，为使检测结果更有准确性，一般选取待测物质在透析膜装置体系的浓度与硝基化合物反应液中的浓度达到平衡后的检测结果作为最终的测试结果。本领域技术人员均知所述达到浓度平衡有几个因素制约，如温度、搅拌速度、透析膜截留分子量大小等，一般在20～40min范围基本达到平衡。步骤(2)中，所述电化学系统电路为本领域常规使用的电化学系统电路，本领域技术人员知晓通过电路将所述工作电极、所述对电极和所述参比电极与电化学工作站相连，同时采用电化学数据处理系统进行数据采集和分析。所述电化学系统电路的电压为本领域常规的电化学系统电路的电压，较佳地为-2.0～2.2V，更佳地为-2.0～1.8V，进一步更佳地为2.0～2.0V。步骤(2)中，所述硝基化合物为本领域常规使用的硝基化合物，较佳地，所述硝基化合物包括芳香环上含有一个或多个硝基基团的芳香族化合物，如2-甲基-5-硝基苯磺酸、2,6-二甲基硝基苯、4-氯-3-硝基苯甲醚、2,4-二氯-5-异丙氧基硝基苯、硝基甲苯等。所述硝基化合物反应液为本领域常规的硝基化合物反应液。在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本专利技术各较佳实施例。本专利技术所用试剂和原料均市售可得。本专利技术的积极进步效果在于：1、本专利技术的透析膜可以长时间使用且能重复利用便于实现化工生产的在线分析需求。2、本专利技术的聚电解质材料价廉易得，硝基化合物在此电解质溶液中具有更好的电化学响应，且该电解质不参与硝基反应中，不改变硝基还原反应的反应体系。3、本专利技术的在线分析方法还可以方便地拓展应用于其它有机化学反应的快速检测分析，如含氮杂环自身还原反应、氰基还原反应以及硝基卤代反应等。4、本专利技术的分析方法选用的材料毒性小，并且不仅可以使硝基还原反应的检测装置简易化，而且通过硝基化合物在微电极上的扩散作用可以快速地完成检测过程，并且由于膜技术应用于电化学伏安检测技术，两种技术的结合，极大程度地解决在线监控有机反应的可行性。附图说明图1为本专利技术实施例1～7中的硝基还原反应的电化学系统电路的示意图。图2为本专利技术实施例1中2,6-二甲基硝基苯在铂盘微电极上的多次扫描的电化学循环伏安图。图3为本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种在线分析硝基还原反应的电化学方法，其特征在于，其包括下述步骤：(1)将聚电解质和有机溶剂的混合液置于透析膜装置中；(2)将工作电极、对电极和参比电极置于步骤(1)中的透析膜装置中，之后将透析膜装置置于硝基化合物反应液中，然后连接电化学系统电路，即可分析检测硝基还原反应。

【技术特征摘要】
1.一种在线分析硝基还原反应的电化学方法，其特征在于，其包括下述步骤：(1)将聚电解质和有机溶剂的混合液置于透析膜装置中；(2)将工作电极、对电极和参比电极置于步骤(1)中的透析膜装置中，之后将透析膜装置置于硝基化合物反应液中，然后连接电化学系统电路，即可分析检测硝基还原反应。2.如权利要求1所述的电化学方法，其特征在于，步骤(1)中，所述聚电解质为聚苯乙烯磺酸、聚二烯丙基二甲基氯化铵、聚二烯丙基氯化铵或聚乙烯亚胺；步骤(1)中，所述有机溶剂为甲醇、乙醇、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、四氢呋喃、甲苯-醋酸和甲醇-水中的一种或多种；步骤(1)中，所述聚电解质的用量与所述有机溶剂的用量比为8-12mg/mL。3.如权利要求1所述的电化学方法，其特征在于，步骤(1)中，所述混合液的混合在磁力搅拌器上进行；步骤(1)中，所述透析膜装置包括透析膜、用于支撑透析膜的膜支撑架。4.如权利要求1所述的电化学方法，其特征在于，步骤(1)中，所述有机溶剂为甲醇、乙醇、N,N-二甲基甲酰胺或二甲基乙酰胺；步骤(1)中，所述聚电解质的用量与所述有机溶剂的用量比为10mg/mL。5.如权利要求3所述的电化学方法，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：樊小彬，沈启富，喻谨，奚奇，
申请(专利权)人：联化科技股份有限公司，江苏联化科技有限公司，联化科技盐城有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33