专利名称：实验室用的有机电合成离子交换膜电解槽的制作方法
技术领域：
本实用新型适用于实验室有机电化学反应，由于本电解槽的耐酸耐碱耐有机溶剂 的特性，同时适用于其他非高温的电化学反应。
背景技术：
有机电化学是介于有机化学和电化学之间的一门边缘学科，几乎与有机化学和电 化学的所有领域都有密切关系，是采用现代电化学和有机化学的综合手段研究有机电极反 应过程与机理的一门学科。有机电合成在有机合成中的应用产生了现代有机电解合成工 业。目前有据可查的已有近百种有机电解合成产品实现了工业化、商品化，有机电解合成在 有机合成中的地位已经得到了确认。为适应这个资源与能源有限、环境要求高的时代，人们 对作为生产高附加值的精细化学品中间体的“清洁”制造技术寄以很大的希望。从工业的 角度看，有机电解合成在合成精细化学品方面与传统有有机合成法相比，具有以下优缺点 有机电合成之所以越来越受到重视，是因为它和普通有机化学合成法相比具有很多独特的 优点，主要包括1、有机电化学反应可以免于使用有毒或危险的氧化剂和还原剂，电子就是清洁的 反应剂，反应体系中，除原料和产物外，通常不含其他反应试剂，因此，产物易分离，产品纯 度高，环境污染小，符合“绿色化学”的标准。2、反应一般在常温常压下进行，无需特殊设备，与普通化学法相比，可缩短工艺流 程，减少设备投资。3、在电化学反应体系中，电子转移和化学反应同时进行，通过对电解条件(如电 压、电流、电解液组成等)的调节，可以较容易、较准确地实现对生产的控制。4、反应装置具有通用性，同一电解槽可以用于多种电合成反应，改变电极材料或 反应溶液便能合成某种新的有机产品。5、有些用通常化学反应难以制得的产品(如难以氧化或还原的)只有通过电化学 方法合成。目前适用于有机电合成的电解槽多是用于特定条件的特定反应，对电解槽要求不 高。如中科院长春应用化学研究所的“合成聚苯胺粉末用隔膜型电解槽”(CN88207383. 4)， 使用有机玻璃做材料，由于只是合成单一产品，反应条件稳定，对槽子的要求不高；宁夏申 请的专利“一种有机合成电解槽”(CN03201611.5)，用搪瓷做内衬，对于一般的酸碱反应条 件尚可用，如果对于在强酸强碱条件下内衬能否稳定值得商榷。由于现在的电解槽多用于氯碱工业或者单一的目的性较强的的方面，适用于实验 室有机试验需要在变换不同的条件进行试验的电解槽较少。有机电合成试验，有时需要在 酸性中进行，有时需要在碱性中进行，同时又需要耐有机溶剂的腐蚀，所以发明一种适用于 有机反应体系的电解槽势在必行。目前已知的电解槽在遇到较苛刻的条件下，一般采取镀 钛合金的方法，造价昂贵。本电解槽采用的材料价格便宜，适宜更为广泛的使用。发明内容本实用新型的目的在于克服现有技术存在的上述不足，提供一种实验室用的有机 电合成离子交换膜电解槽。本实用新型通过如下技术方案实现实验室用的有机电合成离子交换膜电解槽，包括阴极池、阳极池和用于隔开阴极 与阳极电解液得离子交换膜，阴极池具有开口的一侧和阳极池具有开口的一侧通过螺丝螺 母连接在一起，且所述离子交换膜位于阴极池与阳极池之间的开口处。上述的有机电合成离子交换膜电解槽中，所述阴极池和阳极池大小规格均一样， 且关于所述离子交换膜对称。上述的有机电合成离子交换膜电解槽中，阴极池和阳极池均由德国拜尔的聚丙烯 6mm厚板构成。上述的有机电合成离子交换膜电解槽中，阴极池和阳极池均由德国拜尔的聚丙烯 6mm厚板通过聚丙烯焊条焊接构成。上述的有机电合成离子交换膜电解槽中，阴极池与阳极池在交接处所在侧面开有 一个用于联通的洞。上述的有机电合成离子交换膜电解槽中，所述用于联通的洞为正方形，且面积小 于或等于槽底面积。上述的有机电合成离子交换膜电解槽中，阴极池与阳极池底板焊接处低于所述用 于联通的洞底端至少5mm。与现有技术相比，本发明具有如下优点和效果目前还没有发现适用于实验室各 种反应条件有机电化学的试验电解槽，本电解槽结构简单，拆装方便，同时适用于耐酸耐碱 耐有机溶剂这一苛刻条件，而且造价便宜，避免有些电解槽为了适应某一条件还需要特别 的实施特别保护从而引起的造价高昂，而且做法简单，可以批量生产；本产品可大可小，最 小可以做成每个阴阳池底面积为18*18mm的槽子，由于有机试验反应底物较贵，使用这样 的槽子，可大大节约底物使用量，节约成本；结实耐用，经过一年的的使用，并无任何被腐 蚀，老化的现象。
图1为本实施方式中电解槽的主视图。图2为图1所示电解槽的左视图。图3为电解槽的俯视图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的实施作进一步说明，但本实用新型的保护范围和实 施不限于此。如图1和图3，该电解槽包括阴极池5，阳极池6，阴极池阳极池大小规格均一样，分 别对应阴极2，阳极1，离子交换膜3置于阴阳极池中间，用于隔开阴阳极电解液，两池用螺 丝螺母4连接。电解槽使用德国拜尔的聚丙烯6mm厚板，，通过切割聚丙烯板，用铣床平滑 表面，并通过聚丙烯焊条用风焊塑枪焊接制成槽形。阴阳极池用nafi0n551膜隔离；阴阳极池用螺丝螺母固定。如图3所示，每个单池在两槽交接的那个面要做一个小于或等于槽底面积的正方 形洞用于联通，；槽底板焊接处要低于交界面洞底至少5mm。以下为用苯甲醛和烯丙基溴的反应举例。如图1 3，电解槽包括阴极池5，阳极池6，分别对应阴极2，阳极1，离子交换膜3 置于阴阳极池中间，用于隔开阴阳极电解液，两池用螺丝螺母4连接。阳极为钼电极，阴极 为锌电极，阳极池加入高氯酸锂溶液，阴极池加入氯化铵和THF混合溶液，同时在阴极池加 入苯甲醛和烯丙基溴，设定输出电流30mA，电解时间4h，因为阳极为惰性电极，不断的电解 水，产生H+离子，使溶液呈强酸性，反应完成后，取出反应液，萃取产物，产率达93% ；同时 电解槽也可变换电解质，在诸如氢氧化钠溶液等强碱性条件下进行反应。清洗电解槽，先用 有机溶剂清洗残留在阴极池的有机物，然后用水洗电解槽。
权利要求1.实验室用的有机电合成离子交换膜电解槽，其特征在于包括阴极池(5)、阳极池(6) 和用于隔开阴极与阳极电解液得离子交换膜(3)，阴极池(5)具有开口的一侧和阳极池(6) 具有开口的一侧通过螺丝螺母连接在一起，且所述离子交换膜(3)位于阴极池(5)与阳极 池(6)之间的开口处。
2.根据权利要求1所述的有机电合成离子交换膜电解槽，其特征在于所述阴极池(5) 和阳极池(6)大小规格均一样，且关于所述离子交换膜(3)对称。
3.根据权利要求1所述的有机电合成离子交换膜电解槽，其特征在于阴极池(5)和阳 极池(6)均由德国拜尔的聚丙烯6mm厚板构成。
4.根据权利要求1所述的有机电合成离子交换膜电解槽，其特征在于阴极池(5)和阳 极池(6)均由所述德国拜尔的聚丙烯6mm厚板通过聚丙烯焊条焊接构成。
5.根据权利要求1所述的有机电合成离子交换膜电解槽，其特征在于阴极池(5)与阳 极池(6)在交接处所在侧面开有一个用于联通的洞。
6.根据权利要求5所述的有机电合成离子交换膜电解槽，其特征在于所述用于联通的 洞为正方形，且面积小于或等于槽底面积。
7.根据权利要求5所述的有机电合成离子交换膜电解槽，其特征在于阴极池(5)与阳 极池(6)底板焊接处低于所述用于联通的洞底端至少5mm。
专利摘要本实用新型公开实验室用的有机电合成离子交换膜电解槽，包括阴极池(5)、阳极池(6)和用于隔开阴极与阳极电解液得离子交换膜(3)，阴极池(5)具有开口的一侧和阳极池(6)具有开口的一侧通过螺丝螺母连接在一起，且所述离子交换膜(3)位于阴极池(5)与阳极池(6)之间的开口处。阴极池(5)和阳极池(6)均由德国拜尔的聚丙烯6mm厚板构成。本电解槽结构简单，拆装方便，且同时适用于耐酸耐碱耐有机溶剂这一苛刻条件。
文档编号C25B3/00GK201778122SQ20102026251
公开日2011年3月30日 申请日期2010年7月16日 优先权日2010年7月16日
发明者任海锐, 黄精美 申请人:华南理工大学