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L-半胱氨酸是一种具有生理功能的含巯基的氨基酸,在生物医药、食品行业以及生物化妆品领域被广泛应用。用电催化还原L-胱氨酸的方式合成L-半胱氨酸是应可持续发展的迫切需要而生的一种绿色化工技术。目前电催化还原L-胱氨酸采用传统的Pb板,电极催化活性不高且容易造成Pb2+污染,影响产品质量,因此寻找一种高催化性能且性能稳定的电极是急需解决的问题。Ti02半导体材料在光电催化方面有着非常好的应用前景,本文以钛酸四正丁酯[Ti(OC4H9)4]和稀土的硝酸化合物为原料,采用超声辅助溶胶-凝胶法制备了稀土La和Ce共掺杂的Ti02薄膜电极(Ti/Ln-nanoTiO2薄膜电极)以及非稀土Sn和稀土La、Ce多掺杂的C薄膜电极(Ti/Ln-nanoSnO2-TiO2薄膜电极)。利用SEM、XRD、XPS以及电化学测试(CV、EIS)等检测手段对掺杂改性后的Ti02薄膜电极进行了表征。主要研究成果如下：1创新了溶胶-凝胶法,首次采用超声辅助溶胶-凝胶法进行Sn (SnCl4·5H2O)掺杂制备し复合材料。在实验中,研究不同超声时间对Ti/nanoTiO2膜电极的电催化效果的影响,CV测试结果表明：在超声15分钟,频率为100W时,得到的し薄膜电极的电还原活性最高。同时研究了Sn掺杂量对Ti/nanoSnO2-TiO2膜电极的电催化效果的影响,在优化条件下,当Sn掺杂量为1%时,得到的Ti基SnO2-TiO2复合半导体材料膜电极的电催化还原效果最好,相对于未超声的电极有更好的催化活性。通过SEM表征发现,其表面颗粒分布相较于未超声的电极更加均匀。2在优化条件下,以六水合硝酸镧(La(NO3)3·6H2O)以及六水合硝酸铈(Ce(NO3)3·6H2O)为稀土掺杂来源,成功实现了Ti02薄膜电极的镧系共掺杂改性,制备了不同掺杂量的Ti02薄膜电极(Ti/Ln-nanoTiO2薄膜电极)。研究结果发现：在lmol/L盐酸溶液中的CV图中,当引入的Ce:La:Ti的摩尔比为0.5：0.5：100,所制备的Ti/Ln-nanoTiO2薄膜电极活性是空白电极的6.0倍。3在优化条件下,以六水合硝酸镧(La(NO3)3-6H2O)、六水合硝酸铈(Ce(NO3)3·6H2O)为稀土镧源以及五水合氯化锡(SnCl4·5H2O)为Sn源成功实现了Sn、Ce、La三掺杂改性TiO2,同时制备了不同掺杂组分的Ti02薄膜电极(Ti/nanoSnO2-TiO2、Ti/Ce-nanoSnO2-TiO2、Ti/La-nanoSnO2-TiO2、Ti/Ln-nanoTiO2、 Ti/Ln-nanoSnO2-TiO2薄膜电极)。研究结果发现：当引入的Sn:Ce:La:Ti的摩尔比为1：0.5：0.5：100时,所制备的Ti/Ln-nanoSnO2-TiO2薄膜电极活性最高,是空白电极的9.0倍。4利用Ti/Ln-nanoTiO2薄膜电极,研究了其在L-胱氨酸盐酸、SnCl2混合溶液中的电催化还原特性及其反应机理,结果表明：Ti/Ln-nanoTiO2薄膜电极在L-胱氨酸SnCl2溶液中的最高峰电流密度为50mA·cm-2,电催化活性是空白Ti/nanoTi02薄膜电极的4.5倍左右。使用Ti/Ln-nanoTiO2薄膜电极进行实验室电解合成实验,得到在最佳实验条件下的电流效率为93.7%,电解产率为91.6%。5利用Ti/Ln-nanoSnO2-TiO2薄膜电极,研究其在L-胱氨酸溶液中的电催化还原特性及其反应机理,结果表明：Ti/Ln-nanoSnO2-TiO2薄膜电极(Sn:Ce:La:Ti=1：0.5：0.5：100)在L-胱氨酸溶液中的最高峰电流密度为30mA-cm-2,电催化活性是空白Ti/nanoTiO2薄膜电极的4.5倍左右。使用Ti/Ln-nanoSnO2-TiO2薄膜电极进行实验室电解合成实验,在最佳实验条件下,电流效率为85%,L-半胱氨酸盐酸盐产率为80%。