[发明专利]纳米MnO2制备苯甲醛的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种苯甲醛化合物的制备，特别是一种纳米MnO₂制备苯甲醛的方法。 

技术背景 

苯甲醛是精细有机合成的重要原料，广泛应用于农药、医药、香料、染料等工业中，现有技术中苯甲醛的生产方法较多，如水解法、甲基氧化法等，但是这些方法有的生产条件苛刻，三废排放量大，严重污染环境；有的副反应多，产品纯度低；有的设备投资高，限制了其发展。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种污染少，产率高，成本低的纳米MnO₂制备苯甲醛的方法。 

本发明是通过以下方式来实现的。 

纳米MnO₂制备苯甲醛的方法，其要点在于，包括以下步骤， 

1提供一种电解槽，电解槽具有阳极室和阴极室，阳极室和阴极室之间用阳离子交换膜分隔开，阳极室和阴极室内分别具有阳极和阴极； 

2在阳极室内以任意比例加入0.5～2M的MnSO₄溶液和10％～50％的苯甲醇溶液作为电解液，阴极室内加入0.1～1.5mol/L的H₂SO₄溶液作为电解液； 

3将电极通电进行电解反应，同时对阳极室内的电解液进行搅拌； 

4提供一种超声波发生器，将电解槽置于超声波发生装置中，使电解反应在超声波中进行； 

5将上述反应装置置于60℃～95℃的温度下反应0.5～3小时； 

6将电解槽内的液相产物进行萃取、减压蒸镏，获得产物苯甲醛。 

这样，在超声波振荡下，在阳极将Mn²⁺氧化为细小的MnO₂颗粒，MnO₂与苯甲醇进行后续反应，将苯甲醇氧化成苯甲醛，而自身又被还原为Mn²⁺，其所应机理如下： 

Mn²⁺+2H₂O-2e^-→MnO₂+4H⁺

C₆H₅CH₂OH+MnO₂+2H^-→C₆H₅CHO+Mn²⁺+2H₂O 

通常电解的MnO₂会沉积在阳极表面，从而不利于MnO₂与苯甲醛进行后续的反应，而在超声波的震荡下，电解生成的MnO₂颗粒以极小的颗粒分散在阳极液中，其粒径分布在几十纳米到几微米范围内，通过对阳极液的透射电镜照片，纳米MnO₂呈圆球形，其中大颗粒为40～50nm，而小颗粒为10～20nm。将反应后的液相产物进行傅立叶红外光谱测试，从产物的红外谱图中可以看出，在1675cm^-1有个尖锐的振动吸收峰，这为分子中羰基的伸缩振动吸收峰，在1100～1600cm^-1有振动吸收峰，这是分子中苯环的伸缩振动吸收峰。产物的谱图A与苯甲醛的标准谱B几乎完全一致，说明制备的苯甲醛纯度较高，其它副产物较少。因此，通过超声波电氧化合成纳米MnO₂制备苯甲醛产率高，可达88.9％，反应过程不产生有害的污染物，反应装置简单，成本低廉，能够广泛应用于工业化生产。 

本发明可以具体为： 

电解槽内的阴极为石墨电极，阳极或者为石墨电极，或者为Pb电极，或者为PbO₂电极，或者为钛镀钌电极。 

MnSO₄溶液的浓度为1mol/L。H₂SO₄溶液的浓度为0.5mol/L。 

通过对液相产物紫外可见分光光度法确定最佳反应温度，该最佳反应温为75℃～85℃。