电化学合成技术研究进展
电化学合成技术研究进展
摘要：电化学合成作为一种新型的合成方法，其研究和工业应用进展迅速，本文重点介绍了在溶液体系和熔盐体系中一些材料的电化学合成的合成工艺研究进展。最后展望了电化学合成的发展前景。
关键词：电化学合成氧化还原合成工艺
1溶液体系的电解合成
1.1 金属及合金的电沉积
金属电沉积，主要是在外加电场的作用下，金属或其合金从电解质中以晶体形式沉积。它包含了电镀、电提取、电解精炼等多种电沉积方式，是目前电化学合成金属材料的主要方法之一。其中电镀要求沉积金属与基体结合牢固，结构致密，厚度均匀，多用于表面工程处理，合成膜材料；其余两种方法则对合成产物与基体的结合力无特殊的要求，多用作材料的制备。用电解法制备的金属产品的优点主要是：产物的纯度高，控制电解条件可制得不同聚集态的金属，另外还可制备合金、金属镀层膜材料、有色金属的冶炼和提纯。
1.2 特殊高价态元素化合物的电氧化合成
19世纪初期，Rheinold和Erman发现电是一种强有力的氧化剂和还原剂。若要进行一个氧化反应，就必须找到一个强的氧化剂。但是若需要制备这些强的氧化剂，则很难再找到更强的氧化剂，因此，必须采用电化学方法。高锰酸钾是重要的锰化合物之一，目前，电解法制备高锰酸钾的优点是利用率高、能耗少。由于在电解过程中，阳极表面容易形成一层钝化膜，阻止阳极的进一步溶解，导致电流效率不高。Bouzek分别采用电解前阳极的阴极极化和交直流叠加的方法，提高了电解效率。Denvir等发现随着阳极中碳含量的增加，相应制备的高铁酸盐产率也有所提高。
1.3 低价态元素化合物的电还原合成
阳极能够制备高价态的氧化剂，而阴极则可以进行电还原反应，制备特殊低价态的元素化合物。曾海燕以活性炭纤维作为阴极，钛钌网作为阳极，无水硫酸钠作为溶液电解质，通过硫酸和氢氧化钠调节溶液的pH值，保持恒温的条件下电解后制得H2O2。半导体材料Si 的制备目前主要依据西门子法获得，林会会选用价格相对低廉的SUP13Cr不锈钢作为工作电极，在室温条件下非水溶剂碳酸丙烯酯中利用电化学方法还原SiCl 4在室温下获得沉积Si。范小振利用草酸的电还原成功地制备了羟基乙酸，是一种有机合成中间体和化工产品，应用很广，可用于医学工程材料和高分子材料等领域。一种重要的有机精细化工中间体-对氨基苯酚（PAP）可利用硝基苯电解还原法制取，与传统的化学制备方法相比具有污染较少，产品品质高，工艺简单等优点。但是这种方法的关键问题在于硝基苯在介质中的溶解度很小，而电解合成中只有溶解的硝基苯才能有效的参与反应，Noman在含7%的硝基苯中，以硫酸作支持电解质的电解液中加入氧化二甲基十二烷基胺，作为表面活性剂，以Cu（Hg）为阴极，PAP的产率高达95%。目前，电化学方法合成有机物的报道较多，主要是利用较为廉价的有机原料（如草酸，葡萄糖等）通过电还原制备附加值较高的电化学中间体，这种方法工艺简单，节能环保，应该在以后的生物医学、高分子材料等领域发挥越来越大的作用。1.4 纳米金属氧化物的电化学合成
电化学合成是制备纳米材料的一种新思路，能够有效地控制合成产物的成分和形貌。金属氧化物是一类重要的功能材料，常需要达到纳米尺度才能表现其具备独特的物化性能。如廖学红在不同配位剂存在下,用电合成方法制备出球形银纳米粒子和树枝状的纳米银;Switzer率先介绍了用电化学的方法合成陶瓷薄膜和多晶粉体，并电解硝酸铈合成了纳米级CeO2粉体。周幸福率先实现了在非水体系中电解金属直接水解法制备纳米NiO 粉体。
此外，纳米TiO2，CuO等纳米金属氧化物的电解合成也获得了成功，但用电化学的方法合成纳米金属氧化物仍存在，电解效率较低、反应机理的阐明不明确等问题。
3 熔盐体系的电解合成
3.1 非金属元素的制取
氟气的制取可通过电解无水氟化氢实现。但无水氟化氢的电导率很低，一般不适合作为生产元素氟的电解质，工业通常采用电解氟化氢钾或者共融温度只有100℃的氟化氢钾和氟化氢的混合物。电解副产物中含有较多的HF，若直接排入大气或冷却后排入下水道，不仅造成浪费而且污染环境。目前较为先进的氟电解工艺，是将HF冷凝回收，循环利用。硼粉是重要的硼精细化工产品之一，单质B的电解制取一般分为氯化物体系、氟化物体系和氯化物与氟化物混合体系电解。王兆文等通过在3种不同电解质体系的对比，发现氟盐和氯盐的混合体系为最好，得到的单质片硼纯度最高，达到了90%～95%。
3.2 稀土元素及其合金的制取
稀土金属又称稀土元素，是元素周期表III B族中钪、钇以及镧系15种元素的总称。稀土金属化学性质相当活泼，一般在水溶液中难以电沉积出来，目前主要通过熔盐电解法制取稀土金属及其合金。国内稀土资源储量丰富，杨绮琴20世纪90年代在NaCl-KCl-LaCl3熔体中，电解制取了La-Fe合金，电流效率和镧的回收率均可达90%，并认为采用较高的阴极电流密度是提高电流效率的关键因素。温惠忠以ReF3 -LiF制取混合稀土金属时，发现当确定析出的稀土金属的组成与电解质的组成，控制适当的电解温度，可以生产组成稳定、碳含量低的混合稀土金属。由于以上几种熔盐体系的温度较高，而低温熔盐没有高温熔盐腐蚀设备、耗能，且不易发生歧化反应等弊端，也不像有机溶剂溶解盐类的能力低和导电性差，是理想的非水电解介质。杨绮琴在125℃下的尿素-NaCl-CoCl2 -LaCl熔体中，电沉积制备了镧-钴合金，且含镧量获得了大幅的提高。2005年开发了氧化物电解制备Gd-Fe合金工艺。研究发现，熔体中阴离子种类对电沉积物的稀土含量有显著影响；往尿素熔体中加入甲酰胺，可降低熔体的粘度，并使电解温度降低到60～70℃，可以进一步降低能耗。
4 展望
电化学合成作为一门古老又新兴的热点学科，可以利用电子的强氧化性和强还原性制备许多特殊价态的物质，也可以选择电镀时不同的电流密度来制备特殊形貌的薄膜材料，能有效地实现材料的改性，但是它存在着一些不足，主要有：（1）由于利用电子的传递和转移来实现新物质的合成，电解反应多限于氧化和还原反应。（2）由于存在阴阳两极，电解时两极分别会出现氧化产物和还原产物，再加上要保证反应物和目标产物的分离，因此往往需要对电极材料、电解槽结构和隔膜材质提出特殊的要求。如果加上槽外设备，电解装置的复杂性将会进一步增加。（3）合成理论及工艺技术不够成熟，尤其是电合成反应动力学原理中许多问题有待深入研究。（4）某些电化学合成，如电镀的废弃物处理存在困难，且电解液多数剧毒，污染环境。另外，在产物的均匀性和分离技术方面也存在较大的困难。由以上总结可见电化学合成并非完美无缺，工艺尚需要不断改善，原理也有待突破。尽管如此，电化学合成将成为21世纪的热门学科并为人类的进步做出更大的贡献。
参考文献
冯辉,张勇,张林森,等.电镀理论与工艺[M].北京:化学工业出版社,2008
吴菊珍. 高耐蚀Zn-Ni 合金电镀工艺[J]. 电镀与精饰,2010
马淳安.有机电化学合成导论[M]北京:科学出版社,2003
韩喻,谢凯,[J]微纳电子技术,2003
曲济方,吕靖,张丽敏.耐蚀性纳米TiO2-Zn复合镀的研究[J].防腐蚀工程,2003
颜世宏，李宗安，赵斌，杨广禄．我国稀土金属产业现状及其发展前景［J］．稀土，2005
有机电化学合成及研究进展
有机电化学合成及其发展方向 摘要 介绍有机电化学合成的原理，研究内容。有机电化学合成与传统合成的优势，介绍中国有机电化学合成的发展以及有机电化学的新进展。有机电化学的高效、经济、无污染性。还有有机电化学合成的若干发展方向。 关键词 有机电化学发展方向绿色化学 Review on organic electrosynthesis and its Development trend Abstract In this paper，the principle and the research method of organic electro- ynthesis---one of the most efficient green technology was discussed. The principle of organic electrosynthesis, applications, and the advantages co- mparing to the tradition organic synthesis were expounded. Introduction to Chinese organic electrosynthesis development and advancement of organic electrochemistry. Organic electrosynthesis of high efficiency, no pollution. There are several development directions of organic electrosynthesis. Key words：organic electrosynthesis；developments of research；Green Chemistry; 引言部分 以电化学方法合成有机化合物称为有机电合成，它是把电子作为试剂，通过电子得失来实现有机化合物合成的一种新技术，这是一门涉及电化学、有机合成及化学工程等学科的交叉学科。由于电化学早已有之，合成技术、化学工程技术和化学材料不断更新，因而，有人称之为“古老的方法，崭新的技术”[1]。 有机电合成是有机合成的一个分支学科，有其独特的优点和优势。有机电合成与一般有机合成相比，有机电合成反应是通过反应物在电极上得失电子实现的，一般无需加入氧化还原试剂，可在常温常压下进行，通过调节电位、电流密度等来控制反应，便于自动控制。这样，简化了反应步骤，减少物耗和副反应的发生。可以说有机电合成完全符合“原子经济性”要求，而传统的合成催化剂和合成“媒介”是很难达到这种要求的。从本质来说，有机电合成很有可能会消除传统有机合成产生环境污染的根源。有机电化学合成也是一种绿色化学，中国走可持续发展战略，在化学合成中有机电合成将会占很大比例。将是未来的合成化学的
电化学合成技术研究进展
电化学合成技术研究进展 摘要：电化学合成作为一种新型的合成方法，其研究和工业应用进展迅速，本文重点介绍了在溶液体系和熔盐体系中一些材料的电化学合成的合成工艺研究进展。最后展望了电化学合成的发展前景。 关键词：电化学合成氧化还原合成工艺 1溶液体系的电解合成 1.1 金属及合金的电沉积 金属电沉积，主要是在外加电场的作用下，金属或其合金从电解质中以晶体形式沉积。它包含了电镀、电提取、电解精炼等多种电沉积方式，是目前电化学合成金属材料的主要方法之一。其中电镀要求沉积金属与基体结合牢固，结构致密，厚度均匀，多用于表面工程处理，合成膜材料；其余两种方法则对合成产物与基体的结合力无特殊的要求，多用作材料的制备。用电解法制备的金属产品的优点主要是：产物的纯度高，控制电解条件可制得不同聚集态的金属，另外还可制备合金、金属镀层膜材料、有色金属的冶炼和提纯。 1.2 特殊高价态元素化合物的电氧化合成 19世纪初期，Rheinold和Erman发现电是一种强有力的氧化剂和还原剂。若要进行一个氧化反应，就必须找到一个强的氧化剂。但是若需要制备这些强的氧化剂，则很难再找到更强的氧化剂，因此，必须采用电化学方法。高锰酸钾是重要的锰化合物之一，目前，电解法制备高锰酸钾的优点是利用率高、能耗少。由于在电解过程中，阳极表面容易形成一层钝化膜，阻止阳极的进一步溶解，导致电流效率不高。Bouzek分别采用电解前阳极的阴极极化和交直流叠加的方法，提高了电解效率。Denvir等发现随着阳极中碳含量的增加，相应制备的高铁酸盐产率也有所提高。 1.3 低价态元素化合物的电还原合成 阳极能够制备高价态的氧化剂，而阴极则可以进行电还原反应，制备特殊低价态的元素化合物。曾海燕以活性炭纤维作为阴极，钛钌网作为阳极，无水硫酸钠作为溶液电解质，通过硫酸和氢氧化钠调节溶液的pH值，保持恒温的条件下电解后制得H2O2。半导体材料Si 的制备目前主要依据西门子法获得，林会会选用价格相对低廉的SUP13Cr不锈钢作为工作电极，在室温条件下非水溶剂碳酸丙烯酯中利用电化学方法还原SiCl 4在室温下获得沉积Si。范小振利用草酸的电还原成功地制备了羟基乙酸，是一种有机合成中间体和化工产品，应用很广，可用于医学工程材料和高分子材料等领域。一种重要的有机精细化工中间体-对氨基苯酚（PAP）可利用硝基苯电解还原法制取，与传统的化学制备方法相比具有污染较少，产品品质高，工艺简单等优点。但是这种方法的关键问题在于硝基苯在介质中的溶解度很小，而电解合成中只有溶解的硝基苯才能有效的参与反应，Noman在含7%的硝基苯中，以硫酸作支持电解质的电解液中加入氧化二甲基十二烷基胺，作为表面活性剂，以Cu（Hg）为阴极，PAP的产率高达95%。目前，电化学方法合成有机物的报道较多，主要是利用较为廉价的有机原料（如草酸，葡萄糖等）通过电还原制备附加值较高的电化学中间体，这种方法工艺简单，节能环保，应该在以后的生物医学、高分子材料等领域发挥越来越大的作用。1.4 纳米金属氧化物的电化学合成 电化学合成是制备纳米材料的一种新思路，能够有效地控制合成产物的成分和形貌。金属氧化物是一类重要的功能材料，常需要达到纳米尺度才能表现其具备独特的物化性能。如廖学红在不同配位剂存在下,用电合成方法制备出球形银纳米粒子和树枝状的纳米银;Switzer率先介绍了用电化学的方法合成陶瓷薄膜和多晶粉体，并电解硝酸铈合成了纳米级CeO2粉体。周幸福率先实现了在非水体系中电解金属直接水解法制备纳米NiO 粉体。
电化学发展史
电化学发展史 电化学是物理化学的一个重要组成部分，它不仅与无机 化学、有机化学、分析化学和化学工程等学科相关，还渗透 到环境科学、能源科学、生物学和金属工业等领域。 电化学作为化学的分支之一，是研究两类导体（电子导 体，如金属或半导体，以及离子导体，如电解质溶液）形成 的接界面上所发生的带电及电子转移变化的科学。
传统观念认为电化学主要研究电能和化学能之间的相互转换，如电解和原电池。但电化学并不局限于电能出现的化学反应，也包含其它物理化学过程，如金属的电化学腐蚀，以及电解质溶液中的金属置换反应。 一、16-17世纪：早期的相关研究 公元16世纪标志着对于电认知的开始。在16世纪50年代，英国科学家William Gilbert （威廉·吉尔伯特，1540-1605）花了17年时间进行磁学方面的试验，也或多或少地进行了一些电学方面的研究。吉尔伯特由于在磁学方面的开创性研究而被称为“磁学之父”，他的磁学研究为电磁学的产生和发展创造了条件。 吉尔伯特按照马里古特的办法，制成球状磁石，取名为“小地球”，在球面上用罗盘针和粉笔划出了磁子午线。他证明诺曼所发现的下倾现象也在这种球状磁石上表现出来，在球面上罗盘磁针也会下倾。他还证明表面不规则的磁石球，其磁子午线也是不规则的，由此认为罗盘针在地球上和正北方的偏离是由陆地所致。他发现两极装上铁帽的磁石，磁力大大增加，他还研究了某一给定的铁块同磁石的大小和它的吸引力的关系，发现这是一种正比关系。吉尔伯特根据他所发现的这些磁力现象，建立了一个理论体系。他设想整个地球是一块巨大的磁石，上面为一层水、岩石和泥土覆盖着。他认为磁石的磁力会产生运动和变化。他认为地球的磁力一直伸到天上并使宇宙合为一体。在吉尔伯特看来，引力无非就是磁力。吉尔伯特关于磁学的研究为电磁学的产生和发展创造了条件。在电磁学中，磁通势单位的吉伯 （gilbert）就是以他的名字命名，以纪 念他的贡献。 1663年，德国物理学家Otto von Guericke（奥托·冯·格里克1602-1686） 发明了第一台静电起电机。这台机器由 球形玻璃罩中的巨大硫磺球和转动硫 磺球用的曲轴组成的。当摇动曲轴来转 动球体的时候，衬垫与硫磺球发生摩擦 产生静电。这个球体可以拆卸并可以用 作电学试验的来源。 二、18世纪：电化学的诞生 在18世纪中叶，法国化学家夏尔·杜菲发现了两种不同的静电，他将两者分别命名为“玻璃电”和“松香电”，同种相互排斥而不同种相互吸引。杜菲因此认为电由两种不同液体组成：正电“vitreous”（玻璃），以及负电“resinous”（树脂），这便是电的双液体理论，这个理论在18世纪晚期被本杰明·富兰克林的单液体理论所否定。 1781年，法国物理学家Charles Augustin de Coulomb (夏尔·奥古斯丁·库仑1736-1806)在试图研究由英国科学家Joseph Priestley (约瑟夫·普利斯特里1733－1804)提出的电荷相斥法则的过程中发展了静电相吸的法则。 1771年，意大利生理学家、解剖学家Luigi Galvani(路易吉·伽伐尼1737-1798)发现蛙腿肌肉接触金属刀片时候会发生痉挛。他于1791年发表了题为“电流在肌肉运动中所起的作用”的论文，提出在生物形态下存在的“神经电流物质”，在化学反应与电流之间架起了一座桥梁。这篇论文的发表标志着电化学和电生理学的诞生。在论文中，伽伐尼认为动物体内中存在着一种与“自然”形式（如闪电）或“人工”形式（如摩擦起电）都不同的“动物电”，
不对称反应在天然产物合成中的应用4学时
有机化学专业硕士研究生课程 教学大纲 课程名称：不对称合成 课程编号：0703032F04 学分：2 总学时数：40 开课学期：1 考核方式：开卷考试 课程说明： 手性合成—不对称反应及其应用 Principles and Applications of Asymmetric Synthesis 教学目的 手性合成是当代有机化学研究的热点和前沿，通过本课程的学习，帮助学生了解和掌握有机化学或药物合成反应中立体化学的基本知识，进一步学习有关不对称合成反应的基本概念、不对称合成的方法学及手性药物合成的策略，并且了解近代手性合成的研究成就和发展前沿，为科学研究打下扎实基础。 基本内容 1.不对称合成反应的基本概念 2.不对称合成的方法学 3.不对称合成的策略 基本要求 1.学生应按本大纲具体要求，理解和掌握手性的意义，手性化合物的制备、对映体纯 度的测定及其绝对构型的确定、最新研究方法和研究成果，并能灵活的运用不对称合成的方法学及手性合成的策略分析和解决有机化学或药物合成反应中立体化学问题。 2.应掌握各种反应实例、各种新型配体等在不对称合成中的应用： 1.羰基化合物的 -烷基化和催化烷基化加成反应 2.醛醇缩合和有关的反应 3.不对称氧化反应 4.不对称Diels-Alder 反应及其它成环反应 5.不对称催化氢化及其它还原反应 6.不对称反应在天然产物合成中的应用 7.酶催化合成及其它合成 3.理论课讲授的内容以介绍基本概念、基本反应及其在合成中应用为主，要求学生掌 握。其它内容如：各种反应实例、各种新型配体等在不对称合成中的应用以及手性药物的近代研究成就，要求学生通过自学了解。
电化学合成技术(Electrochemical synthesis)
电化学合成技术（Electrochemical synthesis）Refrigeration, cold, cold, extreme cold: reduce the temperature of local space to less than ambient temperature, known as refrigeration. Reduced to 123K is called pu cold, 123k-4.2 K is called deep cold, reduced to 4.2 K, which is called extreme cold. Dynamic pressure, the use of explosion (nuclear explosion, gunpowder, etc.), such as strong discharge produced by shock wave, in an instant effect on objects at high speed, can make the object interior pressure over dozens of GPa, even thousands of GPa, accompanied by a sudden warming. This high pressure is called dynamic high pressure. Static pressure: using the external mechanical loading way, by applying load slow gradually extrusion research object or sample, when its smaller, just inside the object or sample of internal high pressure. The high pressure produced is called static pressure because of the slow loading of the outside world (usually not accompanied by the temperature of the object). Primary pressure measurement: based on the known basic relationship between pressure and other parameters, the corresponding parameters are established to calculate the pressure. Secondary pressure test: the pressure is measured according to the variation of the pressure component. Vacuum, vacuum, vacuum pump: a given space that is lower than the atmospheric pressure. The degree of vacuum close to vacuum is in the system. A device for producing a vacuum is called a vacuum pump.
电化学技术在新能源中的利用
本文由heshuquan_0贡献 ppt文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 电化学技术在新能源研发中的应用 陆天虹 中国科学院长春应用化学研究所南京师范大学化学与环境科学学院 一.能源的概况 1.能源的重要性 1.能源的重要性 自古以来,人类就为改善生存条件和促进社会经济的发展而不停地进行奋斗.在这一过程中,能源一直扮演着重要的角色. 从世界经济发展的历史和现状来看,能源问题已成为社会经济发展中一个具有战略意义的问题,能源的消耗水平已成为衡量一个国家国民经济发展和人民生活水平的重要标志,能源问题对社会经济发展起着决定性的作用. 2.能源的种类 2.能源的种类 大自然赋予人类的能源是多种多样的,一般可分为常规能源和新能源两大类.常规能源包括煤炭,石油, 天然气和水能,而新能源有生物质能,核能,风能,地热能,海洋能, 太阳能和氢能等.其中煤炭,石油, 天然气被成为化石能源,水能,生物质能,风能,太阳能和氢能等是可再生能源. 3.化石能源的问题 (1)化石能源的短缺化石能源的短缺能源是人类赖以生存和社会发展的重要物质基础,是国民经济发展的命脉,但目前主要使用的化石能源的储量不多. 据2002年世界探明的化石能源的储量和使用量统计,世界上煤,石油和天然气的储 采比分别为204,40和60年,中国的情况更为严峻,据2002年统计,中国煤, 石油和天然气的储采比只有82,15和46 年.这表明在人类历史的长河中,只有很短的 一段时间能使用化石能源. 随着我国经济的持续高速增长,对能源的需求也持续攀升.我国一次能源消费总量从1978年的5.3亿吨标准煤,上升到2002年的14.3亿吨.据估计,我国在2004,2020和2050年的石油消费量达3, 4.5和6亿吨,其中进口量分别为1,2.7 和4亿吨.4亿吨的进口量相当于目前美国的石油进口量,这不但会制约我国经济的可持续发展,而且对国家的安全也十分不利. (2)化石燃料造成严重环境污染和气候异常化石燃料造成严重环境污染和气候异常化石燃料的使用引起的环境污染,排放的 CO2会造成温室效应,使全球气候变暖.有关机构已向联合国发出警告,如再不对CO2 的排放采取严厉措施,在10年内,世界的气候将产生不可逆转的变化.我国的环境污染问题更是日趋严重,目前,我国CO2排放量占世界总排放量的14%,在美国之后位居第二,估计到2025年,将位居第一. 在本世纪初联合国关于环境污染的调查中, 发现在世界上十个环境污染最严重的城市中,七个在中国.它们是太原,北京,乌鲁木齐,兰州,重庆,济南和石家庄. 4. 21世纪世界能源发展趋势世纪世界能源发展趋势 (1)节能技术将备受重视节能技术将备受重视节能就是提高能源利用率,减少能源的浪费. 目前节能技术水平已是一个国家能源利用情况的综合性指标,也是一个国家总体科学技术水平的重要标志.许多研究报告指出,依靠节能可以将能源需
电化学发光分析研究进展
电化学发光分析研究进展 电化学发光是在电极上施加一定的电压使电极反应产物之间或电极反应产物与溶液中某组分进行化学反应而产生的一种光辐射。电化学发光与化学发光相同之处是二者的发光均由进行能量电子转移反应的组分所产生;而不同之处是电化学发光由电极上施加的电压所引发和控制,化学发光是由试剂的混合所引发和控制。根据电化学发光的发光强度进行分析的方法称为电化学发光分析法。该法不仅具有化学发光分析的灵敏度高、线性范围宽和仪器简单等优点,而且具有电化学分析控制性强、选择性好等优点。近年来,在新电化学发光试剂的合成和应用研究方面取得了比较大的发展,特别是电化学发光在免疫分析中的应用引起人们极大的研究兴趣。 福州大学,长春应用化学研究所,华东师范大学,陕西师范大学等单位在电化学发光分析新体系和新技术研究方面取得一系列的成果,受到国内外同行的关注。国内外对电化学发光分析法的研究均有评述。 本文拟侧重介绍ECL体系及其在临床分析研究中的应用,同时,对我们近年来在电化学发光分析方面的研究工作也作以简要介绍。 1电化学发光体系及其应用 ECL体系按发光试剂的种类可以分为以下两类:(1)金属配合物电化学发光体系; (2)有机化合物的电化学发光体系。 1.1无机化合物的电化学发光体系 无机化合物电化学发光体系中,最典型的电化学发光试剂是钌联吡啶配合物Ru(bpy)32+,该试剂在水溶液和有机溶剂中发光效率高,溶解度好;可进行可逆单电子转移反应,在电化学发光基础理论和分析应用研究中占有重要地位。已报道ECL金属配合物有Ru, Os, Cr, Cd, Pd, Pt, Re, Ir, Mo,Tb, Eu, Cu, Al等的金属配合物[1],其中Ru, Os,Re的金属配合物具有良好的ECL性质。合成高发光效率可标记的ECL金属配合物是电化学发光免疫分析和核酸分析中一个重要的研究方向。Blackburn[12]等合成了可标记的Ru(bpy)32+类物质,建立了地高辛和促甲状腺激素(TSH)等物质的电化学发光免疫分析方法。研究金属配合物与共反应物的ECL反应,不仅可以提高检测金属配合物的灵敏度,而且可以建立测定共反应物的ECL方法,拓宽电化学发光分析的应用范围。董绍俊等人利用金属EDTA螯合物与Ru(bpy)32+产生ECL,建立了测定金属离子的电化学发光分析法[13]。Richter 利用冠醚对金属离子的识别以及与(2, 2′-bipyridine)2Ru-4-(N-aza-18-crown-6-methyl-2,2′-bipyridine)-TPA的电化学发光反应,建立了测定Pb2+, Hg2+, Cu2+和K+的电化学发光分析法[14]。Bard等人利用Na+冠醚对钌联吡啶电化学发光的增强作用,建立了检测Na+离子的电化学发光分析法[15]。Martin等人利用钌联吡啶与辅酶NADH以及酶反应的产物的电化学发光建立了测定葡萄糖、乙醇、二氧化碳、胆固醇和葡萄糖-6-磷酸脱氢酶的电化学发光分析法[16]。我们基于罗丹明B对亚硫酸根在铂电极上弱电化学发光的增敏作用,建立了测定亚硫酸氢钠的能量转移电化学发光新方法,并用于药物VK3和白糖中亚硫酸氢钠的测定[17]。电化学发光分析法已用于测定罂粟,含氨基的生物碱,海洛因,利格鲁卡因,蔗糖,果糖,甘露糖,甘油,柠檬酸,酒石酸,三甲胺,氨基酸,脯氨酸,4-羟基脯氨酸等物质。
电化学小论文
应用电化学结课论文有机物的电解合成 学院：化工学院 专业：应用化学 班级：一班 姓名：方仁杰 学号：0 6 1 1 2 6 7 9 日期：2013. 10. 26 中国矿业大学
摘要 有机电化学合成具有许多优点，近二十年来，有关有机电化学合成的研究和工业应用进展迅速，已成为一门新的热点学科。医药品、香料、农药等称为精细化学品。这类产品一直用有机合成和发酵法生产，后来才认识到对这些精细化学品采用电解合成的过程是极为有效的。即有机电合成方法可以在温和的条件下制取许多高附加值的有机产品；而且用电子这一干净的试剂去代替会造成环境污染的氧化剂和还原剂，是一种环境友好的洁净合成，代表了新世纪化学工业发展的一个方向，近30年来的有机电合成在许多国家得到了迅速发展。围绕电化学合成有机物和化学法合成有机物的优点进行对比，总结有机电合成的优点与不足，以及工业生产应用上的问题。 关键词：电化学有机电解合成 正文 早在19世纪初期，雷诺尔德(Rheinold)和欧曼(Erman)发现电是一种强有力的氧化剂和还原剂，那时他们就已经用醇稀溶液进行过电解反应的研究。1934年，法拉第首先使用电化学法进行了有机物的合成和降解反应研究，发现在醋酸盐水溶液中电解时，阴极上会析出CO。，并生成烃类化合物。后来，柯尔贝(Kolbe)在法拉第工作的基础上，创立了有机电化学合成(又称有机电解合成，下简称有机电合成)的基本理论。 虽然有机电合成的研究早在19世纪初就已经开始，但是限于理论和工艺复杂性及有机催化合成迅速发展带来的竞争，有机电合成在很长一段时间内进展缓慢，只是作为有机化学家们在实验室中制备有机化合物的一种常用方法，并未在工业化上迈出步伐。直到20世纪50年代，电化学理论、技术、新材料的发展为有机合成的工业应用奠定了基础。有机电合成真正取得实质性进展开始于1960年，美国孟山都(Monsanto)公司电解丙烯酸二聚体生产己二腈获得了成功，并建成年产1．45万吨的己二腈生产装置，这是有机电合成走向大规模工业化的重要转折点。从此， 展，以有机电合成为基础的工业领域不断出现。 由于有机电合成具有污染少(甚至无污染)、产物收率和纯度高、工艺流程较短、反应条件温和等优点，近20年来，世界工业先进国家有机电合成的发展非常迅速，目前已有上百种有机化工产品通过电化学合成实现了工业化生产或者进入了中试阶段。近年来每年发表的有关有机电化学合成方面的研究论文几百篇，有关的专利发明每年平均有504 70项之多，这些数字表明有机电合成工业已引起人们的足够重视，并在高科技领域内崭露头角。我国电合成方面的研究起步较晚。
有机电化学合成及其发展方向
有机电化学合成及其发展方向 作者刘国梁 单位湖南工程学院 摘要 介绍有机电化学合成的原理 研究内容。有机电化学合成与传统合成的优势，介绍中国有机电化学合成的发展以及有机电化学的新进展。有机电化学的高效、经济、无污染性。还有有机电化学合成的若干发展方向。 关键词 有机电化学发展方向绿色化学 Review on organic electrosynthesis and its Development trend Author GUOLINGLIU Unit Hunan institute of engineering Abstract In this paper the principle and the research method of organic electroynthesis---one of the most efficient green technology was discussed. The principle of organic electrosynthesis, applications, and the advantages comparing to the tradition organic synthesis were expounded. Introduction to Chinese organic electrosynthesis development and advancement of organic electrochemistry. Organic electrosynthesis of high efficiency, no pollution. There are several development directions of organic electrosynthesis. Key words： organic electrosynthesis developments of research Green Chemistry; 引言部分 以电化学方法合成有机化合物称为有机电合成，它是把电子作为试剂通过电子得失来实现有机化合物合成的一种新技术，这是一门涉及电化学、有机 合成及化学工程等学科的交叉学科。由于电化学早已有之，合成技术、化学工程技术和化学材料不断更新，因而，有人称之为“古老的方法，崭新的技术”[1] 有机电合成是有机合成的一个分支学科，有其独特的优点和优势。有机电合成与一般有机合成相比 有机电合成反应是通过反应物在电极上得失电子实现的 一般无需加入氧化还原试剂 可在常温常压下进行 通过调节电位、电流密度等来控制反应 便于自动控制。这样 简化了反应步骤 减少物耗和副反应的发生。可以说有机电合成完全符合“原子经济性”要求 而传统的合成催化剂和合成“媒介”是很难达到这种要求的。从本质来说 有机电合成很有可能会消除传统有机合成产生环境污染的根源。有机电化学合成也是一种绿色化学 中国走可持续发展战略 在化学合成中有机电合成将会占很大比例。将是未来的合成化学的一种发展趋势。
电化学在制备纳米材料方面的应用
电化学在制备纳米材料方面的应用 摘要：应用电化学方法制备纳米材料是近年来发展起来的一项新技术。本文对应用电化学技术制备纳米材料的方法进行分类，着重介绍了电化学沉积法、电弧法、超声电化学法和电化学腐蚀法，并对其应用前景做了展望。 关键词：电化学纳米材料电沉积 1 前言 纳米材料和纳米技术被广泛认为是二十一世纪最重要的新型材料和科技领域之一。纳米材料是指任意一维的尺度小于100nm的晶体、非晶体、准晶体以及界面层结构的材料。当材料的粒子尺寸小至纳米级时，材料就具有普通材料所不具备的三大效应：(1)小尺寸效应，指当纳米粒子的尺寸与传统电子的德布罗意波长以及超导体的相干波长等物理尺寸相当或更小时，其周期性的边界条件将被破坏，光吸收、电磁、化学活性、催化等性质发生很大变化的效应；(2)表面效应，指纳米微粒表面原子与总原子数之比。纳米微粒尺寸小，表面能高，位于表面的原子占相当大的比例。随着粒径减小，表面原子数迅速增加。由于表面原子数增加，原子配位不足及高的表面能，使得这些表面原子具有高的活性，极不稳定，使其在催化、吸附等方面具有常规材料无法比拟的优越性；(3)宏观量子隧道效应。微观粒子具有贯穿势垒的能力称为隧道效应。研究发现，一些宏观量，如纳米粒子的磁化强度、量子相干器件中的磁通量也具有隧道效应，称为宏观量子隧道效应。正是由于纳米材料具有上面的三大效应，才使它表现出：(1)高强度和高韧性；(2)高热膨胀系数、高比热容和低熔点；(3)异常的导电率和磁化率；(4)极强的吸波性；(5)高扩散性等令人难以置信的奇特的宏观物理特性。 自1991年Iijima首次制备了碳纳米管以来，一维纳米材料由于具有许多独特的性质和广阔的应用前景而引起了人们的广泛关注。纳米结构无机材料因具有特殊的电、光、机械和热性质而受到人们越来越多的重视。美国自1991年开始把纳米技术列入“政府关键技术”，我国的自然科学基金等各种项目和研究机构都把纳米材料和纳米技术列为重点研究项目。 由于纳米材料的形貌和尺寸对其性能有着重要的影响，因此，纳米材料形貌和尺寸的控制在纳米材料合成中是非常重要的。
第9章 软体动物门
第九章软体动物门 1.试述软体动物门的主要特征。 答：软体动物门的主要特征：软体动物的形态结构变异较大，但基本结构是相同的。身体柔软，不分节，可区分为头、足、内脏团3部分，体外被套膜，常常分泌有贝壳。消化管发达，少数寄生种类退化。多数种类口腔内具颚片和齿舌，颚片一个或成对，可辅助捕食。次生体腔极度退化，仅残留围心腔及生殖腺和排泄器官的内腔。初生体腔则存在于各组织器官的间隙，内有血液流动，形成血窦。循环系统由心脏、血管、血窦及血液组成，为开管式循环。水生种类用鳃呼吸，鳃为外套腔内面的上皮伸展形成，位腔内。陆地生活的种类均无鳃，其外套腔内部一定区域的微细血管密集成网，形成肺，可直接摄取空气中的氧。排泄器官基本上是后肾管，其数目一般与鳃的数目一致。原始种类的神经系统无神经节的分化，仅有围咽神经环及向体后伸出的一对足神经索和一对侧神经索。较高等的种类，主要有4对神经节：脑神经节、足神经节、侧神经节、脏神经节。软体动物大多数为雌雄异体，不少种类雌雄异形；也有一些为雌雄同体。卵裂形式多为完全不均等卵裂，许多属螺旋型。少数为不完全卵裂。 2.软体动物与环节动物在演化上有何亲缘关系，根据是什么？ 答：软体动物种类多，为动物界第二个大群类，与人生的关系密切。软体动物的结构进一步复杂，机能更趋于完善，它们具有一些与环节动物相同的特征：次生体腔，后肾管，螺旋式卵裂，个体发育中具有担轮幼虫等，因此认为软体动物是由环节动物演化而来，朝着不很活动的生活方式较早分化出来的一支。 3.软体动物分哪几纲，简述各纲的主要特征。 答：软体动物分为7纲：（一）单板纲体为两侧对称，具一近圆形而扁的贝壳，腹足强大，周缘肌肉发达，中央薄，故无吸附能力，仅适于在海底滑行。缩足肌8对，分节排列于足的周围。足四周为外套沟，两侧共有鳃5或6对。足前端为口，后端为肛门。口前有一对具纤毛的口盖，口后有扇状触手一对。心脏位围心腔内，由一心室及2对心耳构成；肾6或7对；雌雄异体，生殖腺2对，有生殖导管，开口于肾，生殖细胞由肾排出体外。神经系统由围食道神经环及向后伸出的侧神经和足神经组成。（二）无板纲体呈蠕虫状，细长或短粗，无贝壳。体表被具石灰质细棘的角质外皮，头小，口在前端腹侧，躯体细长，腹侧中央有一腹沟，有的种类沟中有一小形具纤毛的足，有运动功能。体后有排泄腔，多数种类在腔内有一对鳃，腔后为肛门。 无板类无触角、眼等感觉器官；肠为直管状，齿舌有或无；心脏为一心室一心耳，血管系统退化；雌雄同体或异体，个体发生中有担轮幼虫期。（三）多板纲全部生活在沿海潮间带，常以足吸附于岩石或藻类上。体呈椭圆形，背稍隆，腹平。背侧具8块石灰质贝壳，多呈覆瓦状排列。各板间可前后抽拉移动，因此动物脱离岩石后，可以曲卷起来。头部不发达，位腹侧前方，圆柱状，有一向下的短吻，吻中央为口。足魔大，吸附力强。口腔具齿舌，消化腺发达。次生体腔也发达。一心室，管状，二心耳。排泄为后肾管一对，肾口开于围心腔，肾孔开于外套沟中。雌雄异体，具生殖腺和生殖导管。神经系统由环食道的神经环与向后伸出的侧神经索和足神经索组成。（四）腹足纲腹足类多营活动性生活，头部发达，具眼、触角。足发达，叶状，位
电化学发展史
电化学发展史 作者：李京遥 院系：测绘学院 专业：测绘工程 年级：测绘1304 学号：311305010414 日期：2014年12月12日 摘要： 电化学是物理化学的一个重要组成部分，它不仅与无机化学、有机化学、分析化学和化学工程等学科相关，还渗透到环境科学、能源科学、生物学和金属工业等领域。 电化学作为化学的分支之一，是研究两类导体（电子导体，如金属或半导体，以及离子导体，如电解质溶液）形成的接界面上所发生的带电及电子转移变化的科学。 关键词：电化学的产生、电化学的发展、电化学的前景 一、16-17世纪：早期的相关研究 公元16世纪标志着对于电认知的开始。在16世纪50年代，英国科学家William Gilbert（威廉·吉尔伯特，1540-1605）花了17年时间进行磁学方面的试验，也或多或少地进行了一些电学方面的研究。吉尔伯特由于在磁学方面的开创性研究而被称为“磁学之父”，他的磁学研究为电磁学的产生和发展创造了条件。 吉尔伯特按照马里古特的办法，制成球状磁石，取名为“小地球”，在球面上用罗盘针和粉笔划出了磁子午线。他证明诺曼所发现的下倾现象也在这种球状磁石上表现出来，在球面上罗盘磁针也会下倾。他还证明表面不规则的磁石球，其磁子午线也是不规则的，由此认为罗盘针在地球上和正北方的偏离是由陆地所致。他发现两极装上铁帽的磁石，磁力大大增加，他还研究了某一给定的铁块同磁石的大小和它的吸引力的关系，发现这是一种正比关系。吉尔伯特根据他所发现的这些磁力现象，建立了一个理论体系。他设想整个地球是一块巨大的磁石，上面为一层水、岩石和泥土覆盖着。他认为磁石的磁力会产生运动和变化。他认为地球的磁力一直伸到天上并使宇宙合为一体。在吉尔伯特看来，引力无非就是磁力。吉尔伯特关于磁学的研究为电磁学的产生和发展创造了条件。在电磁学中，磁通势单位的吉伯（gilbert）就是以他的名字命名，以纪念他的贡献。 1663年，德国物理学家Otto von Guericke（奥托·冯·格里克1602-1686）发明了第一台静电起电机。这台机器由球形玻璃罩中的巨大硫磺球和转动硫磺球用的曲轴组成的。当摇动曲轴来转动球体的时候，衬垫与硫磺球发生摩擦产生静电。这个球体可以拆卸并可以用作电学试验的来源。 二、18世纪：电化学的诞生 在18世纪中叶，法国化学家夏尔·杜菲发现了两种不同的静电，他将两者分别命名为“玻璃电”和“松香电”，同种相互排斥而不同种相互吸引。杜菲因此认为电由两种不同液体组成：正电“vitreous”（玻璃），以及负电“resinous”（树脂），这便是电的双液体理论，这个理论在18世纪晚期被本杰明·富兰克林的单液体理论所否定。 1781年，法国物理学家Charles Augustin de Coulomb (夏尔·奥古斯丁·库仑1736-1806)在试图研究由英国科学家Joseph Priestley (约瑟夫·普利斯特里1733－1804)提出的电荷相
实验九 电化学合成碘仿
实验九、电化学合成碘仿 实验目的 1．了解电化学方法在有机合成中的应用。 2．初步掌握电化学合成碘仿的基本原理和基本操作。 实验原理 卤仿反应 是有机化合物与次卤酸盐作用产生卤仿的反应叫卤仿反应，分两步进行 （1）醛酮的α-甲基的完全卤代作用（碱催化）：反应式如下 CH3-CH(R)O+3NaOX→CX3-C(R)HO+3NaOH （2）三卤代醛（酮）的碳链碱性裂解作用，反应式如下 CX3-C(R)HO+NaOH→CHX3+(R)HCOONa. 能起卤仿反应的化合物： 1 具有CH3CO-连于H或C上的结构的化合物 2 具有CH3CHOH-R 结构的化合物（能被次卤酸盐氧化为CH3CO-） 3 烯醇（发生分子重排） 4 其他能被次卤酸盐氧化为这种结构的化合物 碘仿反应 某些化合物(如α-羟基乙酸)与次碘酸钠反应生成易于辨认的碘仿的反应。碘仿为黄色六角形结晶，熔点120 ℃，在沸点升华；遇高温分解而析出碘；不溶于水，能溶于醇、醚、醋酸、氯仿等有机溶剂；有特殊气味，容易嗅出，作为鉴定比氯仿和溴仿好，并且反应非常灵敏，所以在有机分析上用碘仿反应测定新化合物的结构和鉴定未知物的重要手法。可用以鉴定具有乙酰基(CH3CO)或其他可被氧化成该基团的化合物，如乙醛、丙酮、乙醇、异丙醇、乳酸、醌类或间二羟酚类等。外科用作消毒剂。 电化学合成碘仿 在电化学反应中，物质的分子或离子与电极间发生电子的转移，在电极表面生成新的分子或活性中间体，再进一步反应生成产物。在碘化钾-丙酮水溶液中进行电解，在阳极碘离子失去电子被氧化生成碘，碘在碱性溶液中变成次碘酸根离子，再与丙酮（或者乙醇）作用生成碘仿，反应如下： 2H2O +2e →2OH-+H2 2I--2e→I2
电化学及电解有机合成
电化学及电解有机合成 电化学的定于与研究内容： 电池由两个电极和电极之间的电解质 构成，因而电化学的研究内容应包括两个方 面：一是电解质的研究，即电解质学，其中 包括电解质的导电性质、离子的传输性质、 参与反应离子的平衡性质等，其中电解质溶 液的物理化学研究常称作电解质溶液理论； 另一方面是电极的研究，即电极学，其中包 括电极的平衡性质和通电后的极化性质，也就是电极和电解质界面上的电化学行为。电解质学和电极学的研究都会涉及到化学热力学、化学动力学和物质结构。 电池由两个电极和电极之间的电解质构成，因而电化学的研究内容应包括两个方面：一是电解质的研究，即电解质学，其中包括电解质的导电性质、离子的传输性质、参与反应离子的平衡性质等，其中电解质溶液的物理化学研究常称作电解质溶液理论；另一方面是电极的研究，即电极学，其中包括电极的平衡性质和通电后的极化性质，也就是电极和电解质界面上的电化学行为。电解质学和电极学的研究都会涉及到化学热力学、化学动力学和物质结构。 电化学的应用分为以下几个方面：①电解工业，其中的氯碱工业是仅次于合成氨和硫酸的无机物基础工业、耐纶66的中间单体己二腈是通过电解合成的；铝、钠等轻金属的冶炼，铜、锌等的精炼也都用的是电解法；②机械工业要用电镀、电抛光、电泳涂漆等来完成部件的表面精整；③环境保护可用电渗析的方法除去氰离子、铬离子等污染物；④化学电源；⑤金属的防腐蚀问题，大部分金属腐蚀是电化学腐蚀问题； ⑥许多生命现象如肌肉运动、神经的信息传递都涉及到电化学机理；⑦应用电化学原理发展起来的各种电化学分析法已成为实验室和工业监控的不可缺少的手段。 现在我们主要是讨论第一个电解工业的应用及有机合成。电化学有机合成是利用电化学氧化或还原方法合成有机物的技术。它的发展历史： 1849年，Kolbe通过实验发现羧酸的电解氧化可生成较长链的烷烃。 1850至1960年，实验研究阶段。 1960年代的工业化时代。 1964年，Nalco公司建成1.8万t/a四乙基铅的电合成工厂。 1965年，Mansanto公司建成1.5万t/a己二腈的电合成工厂。 1980年以来，由于原料价格上涨、对环境保护的重视，电化学有机合成作为一种绿色合成技术，又开始重视并进行了较活跃的的研究与开发。2000年将召开第6届全国电化学有机合成会议。 电化学有机合成的特点： ?电极反应可在常温、常压下进行，较为安全。 ?不使用氧化还原试剂，不产生废弃物，无环境污染。 ?通过调节电位和电流，可方便地改变电极反应方向和速度。 ?消耗较多的电能。 ?反应器结构复杂，电极活性不易维持。 电合成反应过程与机理
有机电化学合成论文
本文由水韵玉贡献 ｄｏｃ文档可能在ＷＡＰ端浏览体验不佳。建议您优先选择ＴＸＴ，或下载源文件到本机查看。 有机电化学合成 摘要： 总结了有机电化学合成的发展历史和现状， 论述了工业化的可行性和应解决的几个关 摘要： 健问题．按照反应机理将电化学有机合成分为阳极氧化反应和阴极还原反应，并根据有机化 合物的种类进行了总结和讨论， 形成了一系列有机化合物的电化学合成法。 对有机电化学合 成工艺、分类、研究内容、研究进展和一些有待研究解决的问题进行综述。最后对电化学有 机合成的未来进行了展望． 关键词：电化学；有机合成；电化学反应 关键词 Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｐｒｏｇｒｅｓｓｉｖｅ ｈｉｓｔｏｒｙ ａｎｄ ｃｕｒｒｅｎｔ ｓｉｔｕａｔｉｏｎ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ ｏｒｇａｎｉｃ ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ（ＥＯＳ） ｗｅｒｅ ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ， ａｎｄ ｔｈｅ ｐｏｓｓｉｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｉｎｄｕｓｔｒｉｌｉｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｓｏｍｅ ｋｅｙ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｔｈａｔｓｈｏｕｌｄ ｂｅ ｓｏｌｖｅｄ ｉｎ ＥＯＳ ｗｅｒｅ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ． Ｂｏｔｈ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｏｘｉｄａｔｉｏｎ ｗｅｒｅ ｔｈｅ ｒｅａｃｔｉｏｎｔｙｐｅｓ ｏｆ ＥＯＳ ｄｕｅ ｔｏ ｉｔｓ ｒｅａｃｔｉｏｎ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ． ＥＯＳ ｈａｄ ｍａｎｙ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ｉｎ ｖａｒｉｏｕｓ ｏｒｇａｎｉｃｓｕｂｓｔａｎｃｅｓ， ａｎｄ ｒｅｓｕｌｔｅｄ ｉｎ ａ ｓｅｒｉｅｓ ｏｆ ｎｅｗ ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ｂｙ ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ ｏｒｇａｎｉｃｒｅａｔｉｏｎ． Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｏｆ ｏｒｇａｎｉｃ， ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ， ｒｅｓｅａｒｃｈ， ｒｅｓｅａｒｃｈ ｐｒｏｇｒｅｓｓ ａｎｄ ｓｏｍｅ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｎｅｅｄ ｔｏ ｂｅ ｒｅｖｉｅｗｅｄ ｒｅｓｅａｒｃｈ． Ｔｈｅ ｆｕｒｏｒｅ ｏｆ ＥＯＳ ｗａｓ ｐｒｏｓｐｅｃｔｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｅｎｄ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ； Ｏｒｇａｎｉｃ ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ； Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ ｒｅａｃｔｉｏｎ 引言 电化学反应用于有机合成已有 １００ 多年的历史。 虽然有机电合成的研究早在 １９ 世纪初 就已经开始， 但是限于理论和工艺复杂性及有机催化合成迅速发展带来的竞争， 有机电合 成在很长一段时间进展缓慢， 只是作为有机化学家们在实验室中制备有机化合物的一种常 用方法， 并未在工业化上迈出步伐。有机电合成真正取得实质性进展开始于 １９６０ 年， 美国 孟山都公司电解丙烯酸二聚体生产己二腈获得了成功， 并建成年产 １１４５ 万吨的己二腈生 产装置， 这是有机电合成走向大规模工业化的重要转折点。 从此， 有机化合物的电化学性质 和有机电化学反应机理的研究得到了快速发展， 以有机电合成为基础的工业领域不断出现 ［１–３］ 。 １９ 世纪初期， 雷诺尔德（Ｒｈｅｉｎｏ ｌｄ） 和欧曼（Ｅｒｍａｎ） 发现电是一种强有力的氧化剂和还 原剂， 那时他们就已经用醇稀溶液进行过电解反应的研究。 １９３４ 年， 法拉第首先使用电化学 法进行了有机物的合成和降解反应研究， 发现在醋酸盐水溶液中电解时， 阴极上会析出 ＣＯ２， 并生成烃类化合物。后来， 柯尔贝（Ｋｏ ｌｂｅ） 在法拉第工作的基础上， 创立了有机电化学合成 （又称有机电解合成， 下简称有机电合成） 的基本理论［１］。 由于有机电合成具有污染少（甚至无污染）、产物收率和纯度高、工艺流程较短、反应条 件温和等优点， 近 ２０ 年来， 世界工业先进国家有机电合成的发展非常迅速， 目前已有上百 种有机化工产品通过电化学合成实现了工业化生产或者进入了中试阶段 。 近年来每年发表 的有关有机电化学合成方面的研究论文几百篇， 有关的专利发明每年平均有 ５０～ ７０ 项之 ［４］ 多 ，这些数字表明有机电合成工业已引起人们的足够重视， 并在高科技领域内崭露头角。 我国的电化学有机合成在有机化工和石油化工中的应用起步较晚， 但是随着科学技术的 世界性交流和发展， 以及石油化工向深加工方向的发展， 电化学有机合成的应用范围将越来 越大。近几十年来， 我国已有许多研究者涉足这一领域， 做了大量研究开发工作， 研究的品 种也日趋增多，我国有机电合成科学和技术与世界的差距正在逐步缩小 。 电化学合成工艺 电化学合成最基本的研究对象， 是各类电化学反应在“电极 ？ 溶液”界面上的热力学与 动力学性质， 证实这些反应在电化学体系内的反应可能性及其机理。 化学反应的本质是反应 物外层电子的得失， 故任何一个氧化还原反应理论上都可以按照化学和电化学两种本质不 同的反应机理来完成。 对于任何一个如下式所示的氧化还原反应 Ａ ＋ Ｂ →Ｃ＋ Ｄ （１）如果通过 化学反应实现上