【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及有机电化学合成，尤其是涉及一种利用脉冲电位再生高锰酸根离子以及原位耦合有机物氧化的方法。
技术介绍
1、计量氧化反应在精细化学品生产中起着至关重要的作用。常用的化学氧化剂包括重铬酸钾、高锰酸钾、次氯酸钠和高碘酸钠等，具有选择性高和官能团兼容性好的优点。将使用过的氧化剂循环再生能够减少环境污染和降低生产成本。
2、高锰酸钾是一种强氧化剂，可用于氧化多种有机分子，例如烯烃、醇、硫醚等，同时自身被还原为二氧化锰。目前工业中利用回收二氧化锰氧化再生高锰酸钾的过程如下：首先将高锰酸钾氧化有机物产生的二氧化锰分离纯化，将所得二氧化锰加入到高温熔融氢氧化钾中，通入氧气将二氧化锰氧化为锰酸钾；经过分离纯化后，再将所得锰酸钾在电化学反应器中氧化为高锰酸钾；所得高锰酸钾经过分离纯化后用于有机物的氧化(cn116478027，cn104862730)。如何简化高锰酸钾再生过程以及与有机氧化反应原位耦合仍然面临着很大的挑战。
3、上述现有技术面临着高锰酸钾用量大，再生过程能耗高和分离纯化步骤多的缺点。由于高锰酸钾再生为两步法并且与有机物氧化反应条件不同，无法在同一反应器中耦合，导致需要化学计量比的高锰酸钾氧化有机物。此外，由于二氧化锰沉淀导电性差、氧化电位高，难以直接通过电化学方法一步氧化为高锰酸钾。
4、有鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种利用脉冲电位再生高锰酸根离子以及原位耦合有机物氧化的方法，该方法在常温常压下
2、为了实现本专利技术的上述目的，特采用以下技术方案：
3、本专利技术提供一种利用脉冲电位再生高锰酸根离子以及原位耦合有机物氧化的方法，所述方法包括以下步骤：
4、(1)向电化学反应装置中通入含有二价锰离子和有机物的阳极电解液；
5、(2)在电化学反应装置的阳极和阴极之间施加脉冲电压，得到含有二价锰离子和有机物的氧化物的电解液。
6、优选地，步骤(1)中，所述二价锰离子来源于二价锰盐。
7、优选地，步骤(1)中，所述二价锰盐选自硫酸锰、硝酸锰、乙酸锰、草酸锰、氯化锰或磷酸锰中的任意一种或至少两种的组合。
8、优选地，步骤(1)中，在所述阳极电解液中，所述二价锰离子的浓度为0.0001～1mol/l。
9、优选地，步骤(1)中，所述有机物选自环状亚硫酸酯、硫醚、醇或醛中的任意一种。
10、优选地，步骤(1)中，所述环状亚硫酸酯的结构式为其中，r选自氢原子、卤素原子、烷基、烯基、炔基或芳基中的任意一种，n为0～2之间的整数。
11、优选地，步骤(1)中，所述硫醚的结构式为其中，r1和r2各自独立地选自烷基、烯基、炔基或芳基中的任意一种。
12、优选地，步骤(1)中，所述醇的结构式为r′-oh，其中，r'选自烷基、烯基、炔基或芳基中的任意一种。
13、优选地，步骤(1)中，所述醛的结构式为r″-cho，其中，r”选自烷基、烯基、炔基或芳基中的任意一种。
14、优选地，步骤(1)中，在所述阳极电解液中，所述有机物的浓度为0.001～10mol/l。
15、优选地，步骤(1)中，所述阳极电解液中还包括无机酸和/或极性有机溶剂。
16、优选地，步骤(1)中，所述无机酸选自硝酸、盐酸、硫酸、磷酸、乙酸或高氯酸中的任意一种或至少两种的组合。
17、优选地，步骤(1)中，所述极性有机溶剂选自甲醇、乙醇、异丙醇、乙二醇、丙酮、乙腈、二甲基亚砜、四氢呋喃、1,4-二氧六环或n,n-二甲基甲酰胺中的任意一种或至少两种的组合。
18、优选地，步骤(1)中，在所述阳极电解液中，所述无机酸的浓度为0～10mol/l。
19、优选地，步骤(1)中，在所述阳极电解液中，所述无机酸和极性有机溶剂的体积比为(0～100):1。
20、优选地，步骤(1)中还包括通入阴极电解液。
21、优选地，所述阴极电解液包括无机酸。
22、优选地，在所述阴极电解液中，所述无机酸的浓度为0～10mol/l。
23、优选地，在所述阴极电解液中，所述无机酸选自硝酸、盐酸、硫酸、磷酸、乙酸或高氯酸中的任意一种或至少两种的组合。
24、优选地，步骤(2)中，所述阳极包括碳纤维纸、碳纤维布、碳纤维毡、钛网、泡沫钛、钛纤维毡或粉末烧结多孔钛中的任意一种或至少两种的组合。
25、优选地，步骤(2)中，所述阴极包括碳纤维纸、碳纤维布、碳纤维毡、钛网、泡沫钛、钛纤维毡或粉末烧结多孔钛中的任意一种或至少两种的组合。
26、优选地，步骤(2)中，所述阴极负载有铂催化剂。
27、优选地，步骤(2)中，所述阴极中铂的载量为0.01～4mg/cm2。
28、优选地，步骤(2)中，所述施加脉冲电压包括施加正向电位和施加负向电位；
29、其中，所述正向电位为1.0～2.5v，持续时间为1～600s；
30、其中，所述负向电位为-2.0～-0.1v，持续时间为1～60s。
31、优选地，步骤(2)中，所述施加脉冲电压的总循环时间为0.1～10h。
32、优选地，步骤(2)中，所述二价锰离子来源于二价锰盐。
33、优选地，所述二价锰盐选自硫酸锰、硝酸锰、乙酸锰、草酸锰、氯化锰或磷酸锰中的任意一种或至少两种的组合。
34、优选地，步骤(2)中，在所述电解液中，所述二价锰离子的浓度为0.0001～1mol/l。
35、优选地，步骤(2)中，所述有机物的氧化物选自环状硫酸酯、砜或酸中的任意一种。
36、优选地，所述环状硫酸酯的结构式为其中，r选自氢原子、卤素原子、烷基、烯基、炔基或芳基中的任意一种，n为0～2之间的整数。
37、优选地，所述砜的结构式为其中，r1和r2各自独立地选自烷基、烯基、炔基或芳基中的任意一种。
38、优选地，所述酸的结构式为r′-cooh或r″-cooh，其中，r'和r”各自独立地选自烷基、烯基、炔基或芳基中的任意一种。
39、优选地，步骤(2)中，在所述电解液中，所述有机物的氧化物的浓度为0.001～10mol/l。
40、优选地，所述方法还包括步骤(3)后处理；
41、当所述有机物的氧化物为固体时，所述后处理为：将所述含有二价锰离子和有机物的氧化物的电解液依次进行浓缩、过滤、洗涤和干燥，得到所述有机物的氧化物；
42、当所述有机物的氧化物为液体时，所述后处理为：将所述含有二价锰离子和有机物的氧化物的电解液进行萃取，得到有机相，再将所述有机相进行浓缩，得到所述有机物的氧化物。
43、[术语解释]
44、下面对本专利技术的各个方面和特点作进一步的描述。
45、如本本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种利用脉冲电位再生高锰酸根离子以及原位耦合有机物氧化的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的利用脉冲电位再生高锰酸根离子以及原位耦合有机物氧化的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述二价锰离子来源于二价锰盐；
3.根据权利要求1所述的利用脉冲电位再生高锰酸根离子以及原位耦合有机物氧化的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述有机物选自环状亚硫酸酯、硫醚、醇或醛中的任意一种；
4.根据权利要求1所述的利用脉冲电位再生高锰酸根离子以及原位耦合有机物氧化的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述阳极电解液中还包括无机酸和/或极性有机溶剂；
5.根据权利要求1所述的利用脉冲电位再生高锰酸根离子以及原位耦合有机物氧化的方法，其特征在于，步骤(1)中还包括通入阴极电解液；
6.根据权利要求1所述的利用脉冲电位再生高锰酸根离子以及原位耦合有机物氧化的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述阳极包括碳纤维纸、碳纤维布、碳纤维毡、钛网、泡沫钛、钛纤维毡或粉末烧结多孔钛中的任意一种或至少两种的组合；
7.根据
8.根据权利要求1所述的利用脉冲电位再生高锰酸根离子以及原位耦合有机物氧化的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述二价锰离子来源于二价锰盐；
9.根据权利要求1所述的利用脉冲电位再生高锰酸根离子以及原位耦合有机物氧化的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述有机物的氧化物选自环状硫酸酯、砜或酸中的任意一种；
10.根据权利要求1所述的利用脉冲电位再生高锰酸根离子以及原位耦合有机物氧化的方法，其特征在于，所述方法还包括步骤(3)后处理；
...【技术特征摘要】
1.一种利用脉冲电位再生高锰酸根离子以及原位耦合有机物氧化的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的利用脉冲电位再生高锰酸根离子以及原位耦合有机物氧化的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述二价锰离子来源于二价锰盐；
3.根据权利要求1所述的利用脉冲电位再生高锰酸根离子以及原位耦合有机物氧化的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述有机物选自环状亚硫酸酯、硫醚、醇或醛中的任意一种；
4.根据权利要求1所述的利用脉冲电位再生高锰酸根离子以及原位耦合有机物氧化的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述阳极电解液中还包括无机酸和/或极性有机溶剂；
5.根据权利要求1所述的利用脉冲电位再生高锰酸根离子以及原位耦合有机物氧化的方法，其特征在于，步骤(1)中还包括通入阴极电解液；
6.根据权利要求1所述的利用脉冲电位再生高锰酸根离子...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡程奕，王婉莉，苏翔宇，方晓亮，郑南峰，
申请(专利权)人：嘉庚创新实验室，
类型：发明
国别省市：
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