电化学（中英文）

第23卷第3期封面和目次

2017, 23(3): 0.

摘要 ( 682 )

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《第十五届全国有机电化学与电化学工业学术会议》专辑序言

张新胜, 曾程初

2017, 23(3): 247-249. doi:10.13208/j.electrochem.161040

摘要 ( 1410 )

PDF (188KB) ( 3585 )

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有机电化学是有机化学和电化学技术相结合的一门科学. 与传统的有机合成方法相比，有机电化学合成无需使用有毒或危险的氧化剂或还原剂、具有反应选择性高、反应条件温和等优点，因而在药物、香料、染料和化纤等精细化学品的合成中得到应用. 尤其是近年来随着环境污染的加剧，有机电合成作为一种绿色的化学合成技术而受到了化学工业界的广泛重视. 从本质上讲，有机电化学以电子为试剂，通过电子的得失实现物质的还原和氧化，即从工艺本身消除了污染的形成，是名符其实的“绿色可持续化学”.

电羧化：一种固定CO₂制备有机羧酸的有效途径

王欢，陆嘉星

2017, 23(3): 250-261. doi:10.13208/j.electrochem.161041

摘要 ( 2205 )

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温室气体CO₂的绿色高效转化利用是当前的研究热点. 其中，有机物的电化学羧化反应是CO₂利用的有效途径. 温和条件（常温常压）下，有机底物电还原生成的碳负离子可以捕获体系中的CO₂，进而合成具有高附加值的有机羧酸类化合物. 本文重点介绍了本课题组在电羧化反应方面的研究进展，包括各类电活性基团物质的电羧化反应以及不对称电羧化反应.

电化学条件下α-C—H键的官能团化的研究进展

钱朋，毕美香，王玉康，查正根，汪志勇

2017, 23(3): 262-275. doi:10.13208/j.electrochem.161052

摘要 ( 1335 )

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近年来，有机电化学合成已经成为有机合成化学中构造碳碳及碳杂键的重要方法. 该文主要综述了目前电化学合成的主要研究方向，着重介绍了我们课题组在电化学合成中利用碘自由基，促进苯乙酮α-C—H键的官能团化所取得的研究进展. 该方面的研究为绿色有机合成的发展提供了新的思路和方向.

C-H键选择性直接电氧化研究

廖艳梅，武倩倩，张安伦，朱英红，马淳安

2017, 23(3): 276-282. doi:10.13208/j.electrochem.161046

摘要 ( 1615 )

PDF (1677KB) ( 757 )

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C-H键是有机化合物中最基本的化学键，C-H键的活化和直接转化避免了反应物的预先官能化，是最终实现烷烃类化合物转化为不同种类有机化合物最直接、高效的转换方式，通过C-H键构建C-X键（X=O、C、N）是非常重要和具有挑战性的研究. C-H键直接电氧化活化过程中以“电子”参与反应，不需要加入额外的催化剂，并可通过选择合适的电极材料、支持电解质、溶剂和反应温度，通过恒电流或者恒电位电解，进行具有特定的反应选择性和区域选择性的C-H键电氧化活化，从而获得含其他活性基团的目标产物.

微生物电化学污水处理技术的优势与挑战

何伟华，刘佳，王海曼，冯玉杰

2017, 23(3): 283-296. doi:10.13208/j.electrochem.161054

摘要 ( 2948 )

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微生物电化学技术（Microbial Electrochemical Technology, MET）最为一种新型水处理工艺，因其具有污染物同步去除和能源化的特点受到广泛重视. 近年来微生物电化学系统（Microbial Electrochemical System, MES）的研究者在其电子传递机理、功能菌群分析、系统功能拓展、低成本材料开发和大型系统构建等方面取得大量进展. 然而该技术作为污水处理工艺的可行性却始终存在争议. 本文从应用角度将MET工艺与现有厌氧、好氧工艺进行对比，分析各工艺在有机物降解和能量回收方面的特点，有助于找到MET工艺在水处理领域中的适宜定位. 相对厌氧与好氧工艺，MET工艺具有低污泥产率，运行过程能量自给以及电流加速污染物去除等优势特征，但在推进MET工艺的实用化进程中仍需进一步简化其系统结构、降低构筑成本、提高运行稳定性，并应基于MET的运行特征确定其适宜的应用范围以发挥MET工艺的技术优势.

高烯丙醇和高烯丙胺的电化学合成研究进展

钟伟强，梁向晖，黄精美

2017, 23(3): 297-306. doi:10.13208/j.electrochem.161047

摘要 ( 1002 )

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电化学技术已经在有机合成得到广泛重视，本文简要概述了利用羰基和亚胺的电化学烯丙基化反应合成高烯丙醇和高烯丙胺的方法. 该方法已经得到了比较瞩目的进展，特别是在水相中的电化学烯丙基化反应，充分体现了绿色化学的特点。在提高电流效率和区域选择性，利用手性催化剂进行手性合成等方面还期待更多的关注和发展.

磺酸基卟啉的电化学发光研究及应用

王艳凤，罗荻，陕多亮，卢小泉

2017, 23(3): 307-315. doi:10.13208/j.electrochem.161042

摘要 ( 1290 )

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以四(4-磺酸基苯基)卟啉（TSPP）为发光体，过硫酸钾（K₂S₂O₈）为共反应剂，构建了一个新的电化学发光（ECL）体系. 在扫描范围为0~-1.5V时，该体系出现两个阴极ECL峰，分别为TSPP的还原峰（-0.8V）和K₂S₂O₈ 的还原峰 (-1.2V). 亚甲基蓝能有效猝灭四(4-磺酸基苯基)卟啉的电化学发光，根据猝灭效率与亚甲基蓝浓度的线性关系，建立了一种测定亚甲基蓝含量的新方法.

甲基磺酰氟Simons电化学氟化过程特性和机理研究

许文林，李宝同，王大为，王雅琼

2017, 23(3): 316-321. doi:10.13208/j.electrochem.161043

摘要 ( 1625 )

PDF (3112KB) ( 1478 )

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选择CH₃SO₂F电化氟化制备CF₃SO₂F过程为研究系统，研究了电化氟化过程操作电压和反应时间的关系、操作条件对氟化产物组成的影响规律以及Ni电极在电化氟化过程的变化情况. 实验结果表明，Simons电化学氟化过程主要由三个步骤组成：F-在阳极发生电化学氧化反应生成F，该步骤是Simons电化学氟化过程的控制步骤；在Ni电极上生成的F与Ni或NiF₂反应生成高价NiF_n (n≥3)，NiFn为Simons电化学氟化过程的氟化剂；NiF_n可以在电极/电解液界面与有机物发生氟化反应生成氟化产物，也可以发生分解反应生成游离F²，NiF_n与有机物发生氟化反应的机理与用CoF₃等为氟化剂氟化有机物的机理相同. 但NiF_n的反应活性比CoF₃高，且在实验条件下极不稳定.

离子液体负载的TEMPO/离子液体聚合物/碳黑三元复合材料在醇的电化学氧化中的应用

林鑫，孙草草，刘峙嵘，曾程初

2017, 23(3): 322-326. doi:10.13208/j.electrochem.161051

摘要 ( 1142 )

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以4-羟基-2,2,6,6-四甲基哌啶氧基自由基（4-OH-TEMPO）为原料合成了负载有TEMPO结构单元的咪唑四氟硼酸盐离子液体 (TEMPO-IL-BF₄)，以双三氟甲磺酰亚胺锂 (LiTFSI) 和聚二烯丙基二甲基氯化铵 (PDDA) 为原料合成了聚合物离子液体 PDDA(Tf₂N)，将上述两种物质和碳黑（CB）按照一定比例制备得到一种三元复合材料. 以此三元复合材料为支持电解质和电催化剂，研究了其在乙腈溶液中电化学氧化对甲氧基苯甲醇等各类醇的能力及其循环使用效果. 结果表明：在电化学条件下，此三元复合材料不仅可以有效地氧化对甲氧基苯甲醇等各类醇，生成的醛的产率都在80%以上，并且经过4次循环使用，该三元复合材料的回收率均在95%以上.

IrSnO_x电极制备及其在电氧化制备2,5-二氯苯酚中的应用

马翔宇，涂序国，何瑞楠，陈亚，朱桂生，邵守言，陈松

2017, 23(3): 327-331. doi:10.13208/j.electrochem.161050

摘要 ( 1097 )

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采用热分解法制备钛基IrSnO_x电极，并将电极应用于电催化氧化对二氯苯制备2,5-二氯苯酚，探索了绿色高效的电合成途径. 结果表明，电极表面存在裂纹，中间层Sn:Sb为94:6时裂纹较少，强化寿命较长；电极对对二氯苯电氧化具有较好的循环伏安响应；IrSnO_x电极电催化氧化对二氯苯所得产物主要为2,5-二氯苯酚、1,2,4-三氯苯、对氯苯酚等，其中2,5-二氯苯酚选择性达93%，产率57%，显著优于以析氯电极、析氧电极、铂为阳极时，2,5-二氯苯酚的选择性89%、27%、87%和30%、15%、49%的产率，体现了优良的电催化氧化性能.

1-丁基-3-甲基咪唑醋酸盐和水组成的混合电解液中三价铬电沉积铬的研究

罗维，钮东方，杜荣斌，王钧伟，汪竹青，徐衡，张新胜

2017, 23(3): 332-339. doi:10.13208/j.electrochem.161053

摘要 ( 911 )

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本文在[BMIM]OAc-H₂O电解液中研究了Cr³⁺的电沉积反应. 经循环伏安研究表明, Cr³⁺的还原属于受扩散控制的分步还原过程, 即Cr³⁺ + e → Cr²⁺和Cr²⁺ + 2e → Cr⁰. 在40℃下通过Rendle-Sevcik方程计算得到Cr³⁺的扩散系数为1.2×10^-8 cm²/s. 采用计时电流法探讨了Cr的三维瞬时成核机理. 对沉积的铬镀层进行了XRD、SEM表征, 结果表明经600℃氩气保护下煅烧后的镀层由Cr和Cr₂O₃纳米球状颗粒聚集而成, 其平均粒径为0.48μm. 对40℃，-3.0V条件下所得镀层进行EDX检测，发现Cr与O的能级峰十分明显，其中Cr的质量分数为83.8%. 通过在[BMIM]OAc、[BMIM]BF₄和[BMIM]PF₆三种离子液体体系中电镀得到的Cr镀层质量的比较, 表明OAc-的确有利于Cr的电沉积.

Pr-PVP掺杂Ti/PbO₂电极制备及其在有机物降解中的应用

徐迈，王凤武，梁铣,魏亦军，方文彦，朱传高，胡云虎

2017, 23(3): 340-346. doi:10.13208/j.electrochem.161048

摘要 ( 663 )

PDF (3963KB) ( 845 )

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在Ti基体上，采用电沉积法制备了镨和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)掺杂的Ti/SnO₂-Sb₂O₃/Pr₂O₃-PVP-PbO₂ 电极. SEM显示Ti/SnO₂-Sb₂O₃/Pr₂O₃-PVP-PbO₂ 电极表面颗粒细化，镀层结构更加致密和均匀，XRD 测试表明掺杂使可以使电极的表面颗粒变小.循环伏安 (CV)分析表明共掺杂改性后的电极电催化活性明显提高.强化寿命测试显示Ti/SnO₂-Sb₂O₃/Pr₂O₃-PVP-PbO₂ 电极稳定性更好，使用寿命更长. 将所制备的电极应用于亚甲基蓝(MB)模拟染料废水的降解测试，与常规的Ti/PbO₂ 电极相比，Ti/SnO₂-Sb₂O₃/Pr₂O₃-PVP-PbO₂ 电极对亚甲基蓝具有更好的脱色率和 COD 除去率. 降解120min 后，对30 mg·L ^-1 亚甲基蓝的去除率分别可达到99%，对COD去除率为87.9%.

大黄素的电化学氧化还原机理研究

李丹，金葆康

2017, 23(3): 347-355. doi:10.13208/j.electrochem.161045

摘要 ( 795 )

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本文利用循环伏安法(CV)、红外光谱循环伏吸法(CVA)和导数循环伏吸法(DCVA)研究大黄素(Q)在乙腈溶剂中的电子转移机理.Q的还原过程中阴离子自由基Q^?-会结合中性分子Q生成二聚物Q₂^?-. Q₂^?-在更负的电位下进一步还原为Q₂^2-.当扫描范围为-0.2 ~ -2.0 V时，经过一个循环伏安过程，在扫描结束物质并没有回到反应物Q，而是Q₂^2-. Q₂^2-会继续发生电化学反应，经历两步一电子过程，分别生成Q₂^3-. 和Q₂^4-.，对应CV图中峰C₃和C₄.当扫描范围扩大至1.0~-2.0 V时，在更正的电位下，观察到两个新的氧化峰A₁和A₂，该范围内的三圈扫描结果表明，在扫描结束物质重新氧化回到Q.当扫描范围缩小至0.3 ~ -1.4 V，A2峰随着扫描圈数的增加而增大，与A2峰对应的氧化产物Q₂^?-在溶液中不断积累.A1峰对应于Q₂^?-氧化回到Q.

纳米氧化锡在锌-硝基苯电池反应中的电催化

涂序国，马翔宇，何瑞楠，王晓娟，凌晨，孙云霞，陈松

2017, 23(3): 356-363. doi:10.13208/j.electrochem.161049

摘要 ( 699 )

PDF (4726KB) ( 850 )

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以氯化锡为原料，四丙基溴化铵为表面活性剂水热法制备纳米二氧化锡（SnO₂）催化剂，并以钛网为基材，制备催化电极. 应用SEM，XRD等手段对催化剂进行表征. 考察了反应物浓度、反应温度和反应时间对催化剂形貌的影响. 研究了纳米SnO₂催化剂对锌还原硝基苯原电池反应的电催化性能. 结果表明，当 NaOH浓度为0. 5 mol•L^-1、水热反应温度160 ℃、水热反应时间15 h时，得到的SnO₂催化剂是由纳米片构成的刺球状颗粒，粒径最小，约17 nm. 与平板铂电极相比，制备的催化电极对硝基苯电还原具有更高的催化活性，硝基苯转化率为74%，最大放电功率为21.9 mW•cm^-2，远大于平板铂电极. 硝基苯的主要还原产物为苯胺、对乙氧基苯胺和对氯苯胺.

近期热点文章

庄林

2017, 23(3): 364-365. doi:10.13208/j.electrochem.161061

摘要 ( 454 )

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纪念马淳安教授

褚有群, 朱英红, 毛信表, 徐颖华, 施梅勤, 陈赵扬, 赵峰鸣, 陈欢, 童少平

2017, 23(3): 366-367. doi:10.13208/j.electrochem.161060

摘要 ( 1070 )

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2016年12月30日凌晨2时55分，浙江工业大学原副校长、绿色化学合成技术国家重点实验室培育基地主任、中国化工学会精细化工专业委员会副主任委员、全国有机电化学与电化学工业联合会理事长马淳安教授在杭州走完了他65年的人生历程。马淳安教授一生致力于电化学和电化学工程领域的教学、科研和成果转化工作，他的逝世，是我国电化学行业的重大损失。他生命不止、学习不止、思考不止和奋斗不止的精神值得我们永远学习!

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