【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及電化學催化,具體涉及一種電催化氧化磷酸根離子合成磷酸三苯酯的方法。
技術介紹
1、磷酸三苯酯為白色無味的結晶粉末,熔點48.5℃,不溶于水,溶于多種有機溶劑,具有良好的柔軟性、透明性、抗菌性以及耐水耐油、相容性等。因此,該物質能賦予高聚物良好的耐磨、耐候、耐輻射及電絕緣性能,同時作為無鹵磷系阻燃劑的代表,被廣泛用于纖維素樹脂、乙烯基樹脂、聚氯乙烯、天然橡膠和合成橡膠等聚合物,制作電纜材料、運輸帶、塑料制品等;此外,還可用作汽油及潤滑油的添加劑。
2、磷酸三苯酯的合成方法較多,按照反應的原料主要分為五氯化磷法、三氯化磷法和三氯氧磷法。其中,三氯氧磷法僅需一步反應,合成簡單,得到廣泛研究,但該方法存在多種問題,如反應時間長,能耗高,有氯化氫氣體的生成,具有一定程度的環境污染。
3、隨著經濟以及工業化的發展,在人類活動的影響下,排放大量含有多種氮、磷和其它營養物的生活污水及工業廢水進入河流、湖泊等水體,而磷是藻類和細菌的營養元素,促進水體中浮游植物以及藻類植物的大量生長和繁殖,造成生態環境的惡化,也影響了人體和動物的生命健康。而磷酸鹽是磷存在的主要形式,尋求效率高、成本低、二次污染少的處理方法,利用水體中磷,已成為控制水體污染必不可少的手段。
4、基于上述現狀,所存在磷酸三苯酯合成方法以及磷酸鹽對環境污染的系列問題。迫切需要開發一種新的磷酸根離子合成磷酸三苯酯的方法,解決工業生成磷酸三苯酯的污染問題。
技術實現思路
1、本專利技術旨在至少
2、本專利技術的提供一種電催化氧化磷酸根離子合成磷酸三苯酯的方法。
3、具體的,包括以下步驟:
4、將陽極催化劑、陰極催化劑、磷酸根、苯酚以及堿性電解液組裝成電解池;施加電壓進行催化反應,磷酸根和苯酚在陽極被氧化合成磷酸三苯酯;
5、所述陽極催化劑為非貴金屬硫化物;
6、所述陰極催化劑為碳材料;
7、所述堿性電解液中的導電介質為離子液體,且所述離子液體不為三丁基甲基溴化銨。
8、優選的,所述非貴金屬硫化物為過渡金屬硫化物;所述過渡金屬硫化物為硫化鉍、硫化鉬、硫化銦、硫化銅、硫化鋅中的至少一種。
9、優選的,所述離子液體為疏水性長碳鏈烷烴離子液體;
10、所述疏水性長碳鏈烷烴離子液體的陽離子為辛基三甲基銨、十二烷基三甲基銨、十六烷基三甲基銨、1-辛基-3-甲基咪唑、1-十二烷基-3-甲基咪唑、1-十六烷基-3-甲基咪唑中的任意一種;
11、所述疏水性長碳鏈烷烴離子液體的陰離子為溴離子、氯離子、醋酸根離子、雙三氟甲磺酰亞胺離子中的任意一種。
12、優選的,所述磷酸根的濃度為5mmol/l~100mmol/l;例如5mmol/l、10mmol/l、20mmol/l、40mmol/l、60mmol/l、80mmol/l、100mmol/l。
13、優選的,所述離子液體與磷酸根的摩爾濃度比為0.001~0.1:1;例如0.001:1、0.002:1、0.004:1、0.006:1、0.008:1、0.010:1、0.015:1、0.020:1、0.025:1、0.030:1、0.035:1、0.040:1、0.045:1、0.050:1、0.055:1、0.060:1、0.080:1、0.100:1。
14、優選的,所述苯酚與磷酸根的摩爾比為0.3~5:1;例如0.3:1、0.5:1、1:1、2:1、3:1、4:1、5:1。
15、優選的,所述碳材料為碳棒、碳纖維紙、碳纖維編織布、炭黑紙中任意一種。
16、優選的,以基底材料面積為基礎,所述陽極催化劑的量為0.5~5mg/cm2。
17、優選的,所述陽極催化劑分散于溶劑中,并加入全氟磺酸型聚合物溶液(nafion溶液)混合,制得催化劑混合漿料;將催化劑混合漿料加到陽極基底碳布上制得所述的陽極。
18、進一步優選的,所述溶劑的體積為0.2~200ml。
19、進一步優選的,所述nafion溶液的體積為3.3~3.3×103μl。
20、其中,水在陰極附近被還原成氫氣。
21、優選的,所述催化反應的電壓為1.5~7v;例如1.5v、2v、3v、4v、5v、6v、7v;
22、反應時間為1h-10h;例如1h、2h、3h、4h、5h、6h、7h、8h、9h、10h。
23、優選的,所述磷酸根的來源為nah2po4水溶液、磷石膏廢水、富含磷湖泊水中的至少一種。
24、優選的,所述堿性電解液包括氫氧化鈉溶液或氫氧化鉀溶液。
25、本專利技術所述的數值范圍不僅包括上述例舉的點值,還包括沒有例舉出的上述數值范圍之間的任意的點值,限于篇幅及出于簡明的考慮,本專利技術不再窮盡列舉所述范圍包括的具體點值。
26、相對于現有技術,本專利技術的有益效果如下:
27、(1)本專利技術通過電催化技術,在特定的電極氧化作用下,將苯酚和磷酸根轉化為磷酸三苯酯,解決了工業生成磷酸三苯酯的污染問題。
28、(2)相較于以往的制備磷酸三苯酯的方法,本專利技術中使用的原料磷酸根可以為磷酸根污染廢水提供有利的解決途徑,具有較高的工業化應用價值。
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1.一種電催化氧化磷酸根離子合成磷酸三苯酯的方法,其特征在于,包括以下步驟:
2.根據權利要求1所述的方法,其特征在于,所述非貴金屬硫化物為過渡金屬硫化物;所述過渡金屬硫化物為硫化鉍、硫化鉬、硫化銦、硫化銅、硫化鋅中的至少一種。
3.根據權利要求1所述的方法,其特征在于,所述離子液體為疏水性長碳鏈烷烴離子液體;
4.根據權利要求1所述的方法,其特征在于,所述磷酸根的濃度為5~100mmol/L。
5.根據權利要求1或3所述的方法,其特征在于,所述離子液體與磷酸根的摩爾濃度比為0.001~0.1:1。
6.根據權利要求1所述的方法,其特征在于,所述苯酚與磷酸根的摩爾比為0.3~5:1。
7.根據權利要求1所述的方法,其特征在于,以基底材料面積為基礎,所述陽極催化劑的量為0.5~5mg/cm2。
8.根據權利要求1所述的方法,其特征在于,所述陽極催化劑分散于溶劑中,并加入全氟磺酸型聚合物溶液混合,制得催化劑混合漿料;將催化劑混合漿料加到陽極基底碳布上制得所述的陽極。
9.根據權利要求1所述
10.根據權利要求1所述的方法,其特征在于,所述磷酸根的來源為NaH2PO4水溶液、磷石膏廢水、富含磷湖泊水中的至少一種。
...【技術特征摘要】
1.一種電催化氧化磷酸根離子合成磷酸三苯酯的方法,其特征在于,包括以下步驟:
2.根據權利要求1所述的方法,其特征在于,所述非貴金屬硫化物為過渡金屬硫化物;所述過渡金屬硫化物為硫化鉍、硫化鉬、硫化銦、硫化銅、硫化鋅中的至少一種。
3.根據權利要求1所述的方法,其特征在于,所述離子液體為疏水性長碳鏈烷烴離子液體;
4.根據權利要求1所述的方法,其特征在于,所述磷酸根的濃度為5~100mmol/l。
5.根據權利要求1或3所述的方法,其特征在于,所述離子液體與磷酸根的摩爾濃度比為0.001~0.1:1。
6.根據權利要求1所述的方法,其特征在...
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