随着社会的迅猛发展,人们受到化学工业品的影响也越来越大,几乎涉及到生活的各个方面。但是,在制备这些产品的过程中不可避免的会产生一些有毒有害的物质,对环境治理带来了巨大的挑战,为了解决这一问题,绿色化学引起了人们广泛的关注。而有机电化学作为绿色化学不可或缺的一部分,主要以电能为能源,电解过程中几乎不产生对环境有害的物质。与传统的化学合成法相比较,其具有操作简便,反应易控制,得到产品的纯度更高,副产物更少且对环境无害,经济效益更高的特点。苯甲醛和2,2’-二氯氢化偶氮苯作为化工产品,在生产和生活中都具有重要的作用。其中苯甲醛在医药、染料和香料等领域的应用十分广泛。而2,2’-二氯氢化偶氮苯主要应用在染料行业,是合成黄色有机染料的重要中间体。然而这两种物质传统的生产工艺,对环境污染都比较大。本实验在查阅文献的基础上,发现这两种物质都可以在碱性条件下进行电解,反应条件比较相近,因此,通过采用绿色清洁的配对电合成技术,即阳极电氧化苯甲醇制备苯甲醛,阴极电还原邻氯硝基苯得到2,2’-二氯氢化偶氮苯,在一个电解槽中同时得到两种具有较高附加值的产物,实验内容如下:首先,在查阅文献和本课题组研究的基础上制备NiOOH电极,并对新制备的电极的性能进行考察,在相同条件下将NiOOH电极与泡沫镍电极的循环伏安曲线进行对比发现,新制备的NiOOH电极具有更高的催化活性。其次,在H型隔膜电解槽中,以活化的Pb电极为阴极,以自制的NiOOH电极为阳极,在碱性条件下电解合成了2,2’-二氯氢化偶氮苯。通过正交实验探讨了邻氯硝基苯加入量、电解温度、电流强度和溶剂种类等电解条件对阴极电流效率的影响,实验结果显示,在此条件下阴极电流效率较低,只有40.02%。通过进一步查阅文献发现,加入催化剂氧化铅可以提高催化效率,且泡沫镍电极比Pb电极更容易发生析氢反应。因此,改变阴极电极材料,用泡沫镍电极替换Pb电极,并在电解液中加入氧化铅,通过正交实验探究邻氯硝基苯加入量、NaOH加入量、反应温度、电流强度和乙醇体积分数对阴极电流效率的影响。实验结果表明,阴极电极材料为泡沫镍电极时的电流效率比Pb电极高,最高可达到87.71%,其最佳实验条件为氧化铅加入量为0.4 g,邻氯硝基苯加入量0.6 g,NaOH加入量为0.8 g,反应温度为60℃,电流强度为0.12 A,乙醇体积分数为15%。第三,通过查阅文献可知,阴极电解产物邻氯苯胺或2,2’-二氯氢化偶氮苯常用的定量检测方法为高效液相色谱法,此方法操作简单,结果准确高效。因此,本实验通过改变流速、柱温、检测波长和流动相比例,建立了一种同时测定阴极电解产物的高效液相色谱法,最优的色谱检测条件为:选取245 nm为检测波长,流动相为70%甲醇溶液,流速为1.2 mL/min,柱温为30℃,将此条件用于电还原邻氯硝基苯反应中产物2,2’-二氯氢化偶氮苯、副产物邻氯苯胺和剩余原料邻氯硝基苯的分析测定,其加标回收率分别在91.3%~109.9%、90.9%~103.0%和92.3%~109.7%之间。第四,以泡沫镍电极作为工作电极,NiOOH电极作为辅助电极,饱和甘汞电极作为参比电极,在碱性溶液中探究邻氯硝基苯的电化学行为,并探讨了扫描速率对电还原过程的影响。结果表明,邻氯硝基苯在泡沫镍电极上的电化学反应是受吸附控制的过程。在阴极电流效率最大的前提下,完成与阳极氧化苯甲醇的配对实验。在H型隔膜电解槽中,分别以泡沫镍电极和自制的NiOOH电极为阴阳两极,固定阴极的最优电解条件,通过正交实验和补充实验,探讨了反应温度、NaOH加入量和苯甲醇加入量对总电流效率的影响。结果表明:在电解电流强度为0.12 A和反应温度为60℃的条件下,40 mL阴极电解液中分别加入0.4 g氧化铅,0.6 g邻氯硝基苯,0.8 g NaOH,体积分数为15%的乙醇,以及40 mL阳极电解液中分别加入0.05 mol的苯甲醇,2.5 g NaOH,采用恒电流进行电解,其阴极电流效率为90.65%,阳极电流效率为72.11%,总电流效率超过162%。