CN109252183B - 一种制备负载铜有序介孔碳电极材料方法及电催化应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种制备负载铜有序介孔碳电极材料方法及电催化应用，其特点是采用三嵌段共聚物为介孔材料的模板剂、可溶性酚醛树脂为碳源，硝酸铜为铜源，利用溶剂挥发诱导自组装的原理，在溶剂挥发、加热固化、高温碳化之后得到负载铜有序介孔碳电极材料，并将其应用在电解苯甲醇与二氧化碳反应制备苄基甲基碳酸酯。本发明与现有技术相比具有均一的孔径和较大的比表面积、孔容，而且铜纳米粒子高度分散在有序介孔碳的表面，相比于普通铜片电极对苯甲醇的电催化表现出了更高的电催化活性，是一种在电催化方面有广泛应用前景的材料。
Description
技术领域
本发明涉及电化学技术领域，具体地说是一种制备负载铜有序介孔碳电极材料方法及电催化应用。
背景技术
二氧化碳是主要的温室气体，同时也是廉价、无毒、丰富的碳资源，所以二氧化碳的固定及使用得到了广泛关注，不仅能合成重要的化工产品，还能提高能源利用效率，减少环境污染，实现能源利用的良性循环（E. E. Benson, C. P. Kubiak, A. J. Sathrum, J.M. Smieja, Chem. Soc. Rev., 2009, 38, 88; T. Yamamoto, D. A. Tryk, K.Hashimoto, A. Fujishima, M. Okawa, J. Electrochem. Soc., 2000, 147(9), 3393）。
电羧化是一种有效固定CO2的方法，提供了一条在常温常压下利用CO2与卤代物、醛、酮、环氧化物、醇等制备有机碳酸酯的途径，其中属于芳香基碳酸脂的苄基甲基碳酸酯就可以用电化学的方法用CO2与苯甲醇来制得（L. X. Wu, H. Wang, Y. Xiao, Z. Y. Tu,B. B. Ding, J. X. Lu, Electrochem. Commun, 2012, 25, 116）。在相关研究中，铂、汞、铜电极是广泛应用的电极，其中因铂是贵金属、汞对环境有害，所以选择铜作为电极材料。但是有研究表明将铜纳米颗粒负载在碳上，其电催化活性优于铜片电极（T. Yamamoto, D.A. Tryk, A. Fujishimal, H. Ohata, Electrochimica Acta, 2002, 47, 20, 3327），所以将纳米粒子分散在高比表面积的载体上可以提高电催化活性。
有序介孔碳与传统的碳材料相比，其具有比表面积大、孔道排列规则、孔径分布窄等特点，因而能够使纳米粒子在其表面高度分散且更利于反应物及产物的传质（Z. L. Li,J. H. Liu, Z. W. Huang, Y. Yang, C. G. Xia, F. W. Li, ACS Catal., 2013, 3(5):839）。另外，因其具有良好的导电性，所以可以用作电极材料应用在电化学领域，所以将纳米粒子高度分散在有序介孔碳上制备高电催化活性的电极材料具有重要意义，现有技术还未曾见有报道。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足而提供的一种制备负载铜有序介孔碳电极材料方法及电催化应用，采用三嵌段共聚物Pluronic F127为介孔材料的模板剂，以及可溶性酚醛树脂为碳源、硝酸铜为铜源和乙酰丙酮为分散剂，以溶剂挥发诱导自组装合成负载铜有序介孔碳电极材料，具有较大的比表面积、较大的孔容及均一的孔径，而且铜纳米粒子高度分散在有序介孔碳的表面，相比于普通铜片电极对苯甲醇的电催化表现出了更高的电催化活性，是一种很有应用前景且十分理想的电催化材料。
实现本发明目的的技术方案是：一种制备负载铜有序介孔碳电极材料方法，其特点是以三嵌段共聚物为模板剂，可溶性酚醛树脂为碳源，硝酸铜为铜源，采用溶剂挥发诱导自组装得到有序介孔结构的碳电极材，具体制备包括以下步骤：
a步骤：将苯酚与甲醛和质量浓度为20%的NaOH按1：2～5：0.1～0.5摩尔比混合，在70～80℃温度下反应60～80 min，然后冷却至室温，用HCl调节pH为6～8，旋蒸除水后得可溶性酚醛树脂。
b步骤：将a步骤制备的可溶性酚醛树脂与三嵌段共聚物F127和无水乙醇按1：1～5：1～500质量比混合，搅拌后为A溶液后待用。
c步骤：将硝酸铜与无水乙醇按1~10：100质量比混合或混合后加入与铜的摩尔比为0.01~2.0：1的乙酰丙酮混合为B溶液，将B溶液按1:5~10的质量比滴加到b步骤制备的A溶液中，搅拌2～24 h后将其倒在玻璃板上，室温下蒸发溶剂后为高分子膜材料。
d步骤：将c步骤制备的高分子膜材料在80～200℃温度下加热12～36 h，然后在N2氛围及350℃~1500℃下煅烧1~6 h，制得负载铜有序介孔碳电极材料。
一种负载铜有序介孔碳电极材料的电催化应用，其特点是将负载铜有序介孔碳电极材料作为一室型或两室型电解池的阴极与石墨棒为阳极用于苯甲醇制备苄基甲基碳酸酯的电催化反应，具体应用包括以下步骤：
a步骤：将负载铜有序介孔碳电极材料研磨后与质量浓度为0.2 ~ 3%的羧甲基纤维素钠水溶液按1g：0.5～6.7 ml混合，然后涂覆于碳纸两面在室温下晾干，制成2 cm ×1.8 cm的矩形固体电极。
b步骤：以上述a步骤制备的固体电极作为一室型或两室型电解池的阴极与石墨棒阳极进行电催化反应，将苯甲醇与支持盐和乙腈按0.026~0.13：0.015~0.045：10摩尔比混合后放入一室型电解池或为阴极液与支持盐和乙腈按0.015~0.045：10摩尔比混合的阳极液放置在两室型电解池，在常压的CO2氛围中，以1~20 mA/cm2的恒电流密度进行苯甲醇和二氧化碳的电羧化反应，其电解温度为15～35℃，通电量为每摩尔苯甲醇0.5～3 F，F为法拉第常数，所述支持盐为四正丁基碘化铵、四乙基碘化铵或四乙基溴化铵。
c步骤：将DMF与无水K2CO3和CH3I按5~10 mL：0.1~0.5 g：0.1~0.5 mL体积质量比混合为C溶液待用；
d步骤：将上述电解液旋蒸除去乙腈后加入c步骤制备的C溶液，在50~60℃温度下回流3~7 h，反应结束后旋蒸除去DMF，然后加入1M的HCl溶解反应液中的剩余物质，最后用乙醚萃取四次，合并有机相后用无水MgSO4干燥1~2 h，得目标产物为苄基甲基碳酸酯；所述电解液与C溶液的体积比为1：0.3~0.7；所述电解液与1 M HCl的体积比为1：0.4~0.7。
本发明与现有技术相比具有二维六方有序介孔结构，较大的比表面积（510 m2•g-1~690 m2•g-1）、较大的孔体积（0.368 cm3•g-1~0.507 cm3•g-1）及均一的孔径（~2.9 nm），有利于反应物及产物的运输，另外铜纳米粒子均匀分散在有序介孔碳的孔道及表面，相比于普通铜片电极，有更多的电催化活性位点，所以在常温常压下，对电催化苯甲醇与二氧化碳反应制备苄基甲基碳酸酯展现了更好的电催化性能，制备过程简单，而且在电催化应用方面由于反应在常温常压下就可以实现，对设备要求低，可实现性强，是一种在电催化方面有广泛应用前景的材料。
附图说明
图1为各实施例制备的负载铜有序介孔碳电极材料小角XRD图；
图2为各实施例制备的负载铜有序介孔碳电极材料大角XRD图；
图3为各实施例制备的负载铜有序介孔碳电极材料氮气吸附-脱附等温线图；
图4为各实施例制备的负载铜有序介孔碳电极材料的孔径分布图；
图5为实施例1制备的负载铜有序介孔碳电极材料透射电镜图；
图6为实施例3制备的负载铜有序介孔碳电极材料透射电镜图；
图7为实施例5制备的负载铜有序介孔碳电极材料透射电镜图；
图8为实施例7制备的负载铜有序介孔碳电极材料透射电镜图；
图9为实施例9制备的负载铜有序介孔碳电极材料透射电镜图。
具体实施方式
通过以下具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
实施例1
a步骤：将8.0 g苯酚放入圆底烧瓶中，升温至40℃融化，然后加入1.7 g质量分数为20%的NaOH溶液，搅拌10 min后，在48℃温度下逐滴加入13.8 g质量分数为37%的甲醛溶液，然后升温至70℃搅拌1 h，反应结束后冷却至室温，用2.0 M HCl溶液中和至pH=7，然后在50℃温度下旋蒸除水，得到可溶性酚醛树脂，并将其保存在20%的无水乙醇溶液中。
b步骤：将1 g 三嵌段共聚物 F127溶于16.5 g无水乙醇中，然后加入5 g a步骤制备的可溶性酚醛树脂，搅拌10 min后得到A1溶液待用。
c步骤：将0.0493 g Cu(NO3)2•3H2O溶于3.5 g无水乙醇中，然后加入0.0306 g乙酰丙酮得到B1溶液，将B1溶液滴加到A1溶液中，搅拌混合12 h后，将其倒在玻璃板上，然后在室温下放置12 h，蒸发溶剂后为高分子膜材料。
d步骤：将c步骤制备的高分子膜材料在100℃温度下加热24 h，然后在N2氛围下的管式炉中煅烧，炉温以1 ℃•min-1的升温速率从室温升至600℃，然后以5 ℃•min-1的升温速率升至800℃，在800℃温度下保持3 h，得产物为负载铜有序介孔碳材料。
参阅附图1，上述产物经小角XRD图中的a曲线表征，该电极材料具有良好的二维六方有序介孔结构。
参阅附图2，上述产物经大角XRD图中的a曲线表征，该电极材料符合JCPDs cardno.04-0836铜的（111）、（200）和（220）特征峰。
参阅附图3，上述产物经氮气吸附-脱附等温线的a曲线表征，该电极材料具备典型的介孔结构。
参阅附图4，上述产物经孔径分布的a曲线表征，该电极材料具有均一的孔径。
参阅附图5，上述产物经透射电镜表征，铜的负载不影响有序介孔碳的形貌，而且铜纳米粒子分散均匀。
实施例2
将实施例1制备的电极材料应用于电解苯甲醇制备苄基甲基碳酸酯，具体应用按下述步骤进行：
a步骤：将负载铜有序介孔碳电极材料研磨后与粘合剂按60 mg：148 µL混合，然后涂覆于碳纸两面并在室温下晾干，制成2 cm × 1.8 cm的矩形固体电极；所述粘合剂为羧甲基纤维素钠水溶液，其质量浓度为1%。
b步骤：以上述a步骤制备的固体电极作为两室型电解池的阴极与石墨阳极进行电催化反应，在阳极室加入15 mL乙腈和1.1081 g四正丁基碘化铵，阴极室加入15 mL乙腈、1.1081 g四正丁基碘化铵和233.5 µL苯甲醇，常压下通入CO2 ，30 min后以6.11 mA•cm-2的电流密度进行电解，电解电量为217 C，即每摩尔苯甲醇1 F，F为法拉第常数。
c步骤：电解结束后将阴极电解液取出旋蒸除去乙腈，然后分别加入5 mL DMF、0.3g无水K2CO3和0.3 mL CH3I，在55℃温度下回流5 h，反应结束后旋蒸除去DMF，并加入10 mL1M 的HCl溶解反应液中的剩余物质，然后用乙醚萃取4次，每次50 mL，合并有机相后用无水MgSO4干燥2 h，过滤后在得到的产物中加入内标葵烷，采用气相检测进行定量分析，其产物为苄基甲基碳酸酯目标产物，产率根据起始加入底物苯甲醇的量计算为53.7%。
实施例3
a步骤：将8.0 g苯酚放入圆底烧瓶中，升温至40℃融化，然后加入1.7 g质量浓度为20%的NaOH溶液，搅拌10 min后，在低于50℃下逐滴加入13.8 g 质量浓度为37%的甲醛溶液，然后升温至70℃搅拌1 h，反应结束后冷却至室温，用2.0 M的HCl溶液中和至pH=7，然后在50℃温度下旋蒸除水，得可溶性酚醛树脂，并将其保存在20%的无水乙醇溶液中。
b步骤：将1 g 三嵌段共聚物 F127溶于16.5 g无水乙醇中，然后加入5 g实施例3中a步骤制备的可溶性酚醛树脂，搅拌10 min得到A3溶液。
c步骤：将0.1642 g Cu(NO3)2•3H2O溶于3.5 g无水乙醇中，然后加入0.1021 g乙酰丙酮混合为B3溶液，将B3溶液滴加到A3溶液中搅拌混合12 h后，将其倒在玻璃板上，室温下放置12 h，蒸发溶剂后为高分子膜材料。
d步骤：将c步骤制备的高分子膜材料在100℃温度下加热24 h，然后在N2氛围下的管式炉中煅烧，炉温以1 ℃•min-1的升温速率从室温升至600℃，然后以5 ℃•min-1的升温速率升至800℃，在800℃温度下保持3 h，得产物为负载铜有序介孔碳材料。
参阅附图1，上述产物经小角XRD图中的b曲线表征，该电极材料具有良好的二维六方有序介孔结构。
参阅附图2，上述产物经大角XRD图中的b曲线表征，该电极材料符合JCPDs cardno.04-0836铜的（111）、（200）和（220）特征峰。
参阅附图3，上述产物经氮气吸附-脱附等温线的b曲线表征，该电极材料具备典型的介孔结构。
参阅附图4，上述产物经孔径分布的b曲线表征，该电极材料具有均一的孔径。
参阅附图6，上述产物经透射电镜表征，铜的负载不影响有序介孔碳的形貌，而且铜纳米粒子分散均匀。
实施例4
将实施例3制备的电极材料应用于电解苯甲醇制备苄基甲基碳酸酯，具体应用同实施例2，气相检测进行定量分析，其产物为苄基甲基碳酸酯目标产物，产率根据起始加入底物苯甲醇的量计算为69.7%。
实施例5
a步骤：将8.0 g苯酚放入圆底烧瓶中，升温至40℃融化，然后加入1.7 g质量浓度为20%的NaOH溶液，搅拌10 min后，在低于50℃下逐滴加入13.8 g 质量浓度为37%的甲醛溶液，然后升温至70℃搅拌1 h，反应结束后冷却至室温，用2.0 M HCl溶液中和至pH=7，然后在50℃温度下旋蒸除水，得到可溶性酚醛树脂，并将其保存在20%的无水乙醇溶液中。
b步骤：将1 g 三嵌段共聚物 F127溶于16.5 g无水乙醇中，然后加入5 g实施例5中a步骤制备的可溶性酚醛树脂，搅拌10 min后为A5溶液。
c步骤：将0.3284 g Cu(NO3)2•3H2O溶于3.5 g无水乙醇中，然后加入0.2042 g乙酰丙酮混合为B5溶液，将B5溶液滴加到A5溶液中，搅拌混合12 h后，将其倒在玻璃板上，室温下放置12 h，蒸发溶剂后为高分子膜材料。
d步骤：将c步骤制备的高分子膜材料在100℃温度下加热24 h，然后在N2氛围下的管式炉中煅烧，炉温以1 ℃•min-1的升温速率从室温升至600℃，然后以5 ℃•min-1的升温速率升至800℃，在800℃温度下保持3 h，得产物为负载铜有序介孔碳材料。
参阅附图1，上述产物经小角XRD图中的c曲线表征，该电极材料具有良好的二维六方有序介孔结构。
参阅附图2，上述产物经大角XRD图中的c曲线表征，该电极材料符合JCPDs cardno.04-0836铜的（111）、（200）和（220）特征峰。
参阅附图3，上述产物经氮气吸附-脱附等温线的c曲线表征，该电极材料具备典型的介孔结构。
参阅附图4，上述产物经孔径分布的c曲线表征，该电极材料具有均一的孔径。
参阅附图7，上述产物经透射电镜表征，铜的负载不影响有序介孔碳的形貌，而且铜纳米粒子分散均匀。
实施例6
将实施例5制备的电极材料应用于电解苯甲醇制备苄基甲基碳酸酯，具体应用同实施例2，气相检测进行定量分析，其产物为苄基甲基碳酸酯目标产物，产率根据起始加入底物苯甲醇的量计算为62.1%。
实施例7
a步骤：将8.0 g苯酚放入圆底烧瓶中，升温至40℃融化，然后加入1.7 g质量浓度为20%的NaOH溶液，搅拌10 min后，在低于50℃下逐滴加入13.8 g 质量分数为37%的甲醛溶液，然后升温至70℃搅拌1 h，反应结束后冷却至室温，用2.0 M HCl溶液中和至pH=7，然后在50℃下旋蒸除水，得可溶性酚醛树脂，并将其保存在20%的无水乙醇溶液中。
b步骤：将1 g 三嵌段共聚物 F127溶于16.5 g无水乙醇中，然后加入5 g实施例7中a步骤制备的可溶性酚醛树脂，搅拌10 min后为A7溶液待用。
c步骤： 将0.1642 g Cu(NO3)2•3H2O溶于3.5 g无水乙醇中，然后加入0.0681 g乙酰丙酮混合为B7溶液，将B7溶液滴加到A7溶液中，搅拌混合12 h后，将其倒在玻璃板上，然后在室温下放置12 h，蒸发溶剂后为高分子膜材料。
d步骤：将c步骤制备的高分子膜材料在100℃温度下加热24 h，然后在N2氛围下的管式炉中煅烧，炉温以1 ℃•min-1的升温速率从室温升至600℃，然后以5 ℃•min-1的升温速率升至800℃，在800℃温度下保持3 h，得产物为负载铜有序介孔碳材料。
参阅附图1，上述产物经小角XRD图中的d曲线表征，该电极材料具有良好的二维六方有序介孔结构。
参阅附图2，上述产物经大角XRD图中的d曲线表征，该电极材料符合JCPDs cardno.04-0836铜的（111）、（200）和（220）特征峰。
参阅附图3，上述产物经氮气吸附-脱附等温线的d曲线表征，该电极材料具备典型的介孔结构。
参阅附图4，上述产物经孔径分布的d曲线表征，该电极材料具有均一的孔径。
参阅附图8，上述产物经透射电镜表征，铜的负载不影响有序介孔碳的形貌，而且铜纳米粒子分散均匀。
实施例8
将实施例7制备的电极材料应用于电解苯甲醇制备苄基甲基碳酸酯，具体应用同实施例2，气相检测进行定量分析，其产物为苄基甲基碳酸酯目标产物，产率根据起始加入底物苯甲醇的量计算为65.6%。
实施例9
a步骤：将8.0 g苯酚放入圆底烧瓶中，升温至40℃融化，然后加入1.7 g质量浓度为20%的NaOH溶液，搅拌10 min后，在低于50℃下逐滴加入13.8 g 质量浓度为37%的甲醛溶液，然后升温至70℃搅拌1 h，反应结束后冷却至室温，用2.0 M的 HCl溶液中和至pH=7，然后在50℃下旋蒸除水，得到可溶性酚醛树脂，并将其保存在20%的无水乙醇溶液中。
b步骤：将1 g 三嵌段共聚物 F127溶于16.5 g无水乙醇中，然后加入5 g实施例9中a步骤制备的可溶性酚醛树脂，搅拌混合10 min后为A9溶液待用。
c步骤：将0.1642 g Cu(NO3)2•3H2O溶于3.5 g无水乙醇中，然后加入0.1192 g乙酰丙酮混合得到B9溶液，将B9溶液滴加到A9溶液中，搅拌混合12 h后，将其倒在玻璃板上，然后在室温下放置12 h，蒸发溶剂后为高分子膜材料。
d步骤：将c步骤制备的高分子膜材料在100℃温度下加热24 h，然后在N2氛围下的管式炉中煅烧，炉温以1 ℃•min-1的升温速率从室温升至600℃，然后以5 ℃•min-1的升温速率升至800℃，在800℃温度下保持3 h，得产物为负载铜有序介孔碳材料。
参阅附图1，上述产物经小角XRD图中的e曲线表征，该电极材料具有良好的二维六方有序介孔结构。
参阅附图2，上述产物经大角XRD图中的e曲线表征，该电极材料符合JCPDs cardno.04-0836铜的（111）、（200）和（220）特征峰。
参阅附图3，上述产物经氮气吸附-脱附等温线的e曲线表征，该电极材料具备典型的介孔结构。
参阅附图4，上述产物经孔径分布的e曲线表征，该电极材料具有均一的孔径。
参阅附图9，上述产物经透射电镜表征，铜的负载不影响有序介孔碳的形貌，而且铜纳米粒子分散均匀。
实施例10
将实施例9制备的电极材料应用于电解苯甲醇制备苄基甲基碳酸酯，具体应用同实施例2，气相检测进行定量分析，其产物为苄基甲基碳酸酯目标产物，产率根据起始加入底物苯甲醇的量计算为64.3%。
实施例11
将实施例3制备的电极材料应用于电解苯甲醇制备苄基甲基碳酸酯，其中电流密度为3.33 mA•cm-2，其他同实施例2，产率根据起始加入底物苯甲醇的量计算为49.8%。
实施例12
将实施例3制备的电极材料应用于电解苯甲醇制备苄基甲基碳酸酯，其中电流密度为4.17 mA•cm-2，其他同实施例2，产率根据起始加入底物苯甲醇的量计算为64.0%。
实施例13
将实施例3制备的电极材料应用于电解苯甲醇制备苄基甲基碳酸酯，其中电流密度为12.50mA•cm-2，其他同实施例2，产率根据起始加入底物苯甲醇的量计算为41.3%。
从上述各实施例可以看出，负载铜有序介孔碳电极材料电催化苯甲醇制备苄基甲基碳酸酯的产率高达69.7%，远高于38.9%的铜片电极对苯甲醇的电催化效果，所以将铜纳米粒子负载在有序介孔碳上展现出了比普通铜片电极更好的电催化活性，本发明将金属纳米粒子负载有序介孔碳材料应用在电催化醇合成有机碳酸脂方面，拓宽了金属纳米粒子负载有序介孔碳材料的应用范围。以上各实施例只是对本发明做进一步说明，并非用以限制本发明专利，凡为本发明的等效实施，均应包含于本发明专利的权利要求范围之内。
Claims (2)
1.一种制备负载铜有序介孔碳电极材料方法，其特征在于以三嵌段共聚物为模板剂，可溶性酚醛树脂为碳源，硝酸铜为铜源，采用溶剂挥发诱导自组装得到有序介孔结构的碳电极材料，具体制备包括以下步骤：
a步骤：将苯酚与甲醛和质量浓度为20%的NaOH按1：2～5：0.1～0.5摩尔比混合，在70～80℃温度下反应60～80 min，然后冷却至室温，用HCl调节pH为6～8，旋蒸除水后得可溶性酚醛树脂；
b步骤：将a步骤制备的可溶性酚醛树脂与三嵌段共聚物F127和无水乙醇按1：1～5：1～500质量比混合，搅拌后为A溶液后待用；
c步骤：将硝酸铜与无水乙醇按1~10：100质量比混合后加入与铜的摩尔比为0.01~2.0：1的乙酰丙酮混合为B溶液，将B溶液按1:5~10的质量比滴加到b步骤制备的A溶液中，搅拌2～24 h后将其倒在玻璃板上，室温下蒸发溶剂后为高分子膜材料；
d步骤：将c步骤制备的高分子膜材料在80～200℃温度下加热12～36 h，然后在N2氛围及350℃~1500℃下煅烧1~6 h，制得负载铜有序介孔碳电极材料。
2.一种权利要求1所述制备负载铜有序介孔碳电极材料方法制备的负载铜有序介孔碳电极材料的电催化应用，其特征在于将负载铜有序介孔碳电极材料作为一室型或两室型电解池的阴极与石墨棒为阳极用于苯甲醇制备苄基甲基碳酸酯的电催化反应，具体应用包括以下步骤：
a步骤：将负载铜有序介孔碳电极材料研磨后与质量浓度为0.2 ~ 3%的羧甲基纤维素钠水溶液按1g：0.5～6.7 ml混合，然后涂覆于碳纸两面在室温下晾干，制成2 cm × 1.8cm的矩形固体电极；
b步骤：以上述a步骤制备的固体电极作为一室型或两室型电解池的阴极与石墨棒阳极进行电催化反应，将苯甲醇与支持盐和乙腈按0.026~0.13：0.015~0.045：10摩尔比混合后放入一室型电解池或为阴极液与支持盐和乙腈按0.015~0.045：10摩尔比混合的阳极液放置在两室型电解池，在常压的CO2氛围中，以1~20 mA/cm2的恒电流密度进行苯甲醇和二氧化碳的电羧化反应，其电解温度为15～35℃，通电量为每摩尔苯甲醇0.5～3 F，F为法拉第常数，所述支持盐为四正丁基碘化铵、四乙基碘化铵或四乙基溴化铵；
c步骤：将DMF与无水K2CO3和CH3I按5~10 mL：0.1~0.5 g：0.1~0.5 mL体积质量比混合为C溶液待用；
d步骤：电解结束后将上述电解池中的电解液旋蒸除去乙腈后加入c步骤制备的C溶液，在50~60℃温度下回流3~7 h，反应结束后旋蒸除去DMF，然后加入1M的HCl溶解反应液中的剩余物质，最后用乙醚萃取四次，合并有机相后用无水MgSO4干燥1~2 h，得目标产物为苄基甲基碳酸酯；所述电解液与C溶液的体积比为1：0.3~0.7；所述电解液与1 M HCl的体积比为1：0.4~0.7。
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Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| "Direct Electrosynthesis of Organic Carbonates from CO2 with Alcohols Under Mild Condition";La-Xia Wu et al.;《Int. J. Electrochem. Sci.》;20120601;第7卷;第5616-5625页 * |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN109252183A (zh) | 2019-01-22 |
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