[发明专利]一种无氢连续电化学氧化IO3

说明书

本发明涉及电化学合成高碘酸盐制造领域，尤其涉及一种无氢连续电化学氧化IO₃^‑转化生成IO₄^‑的方法，电解装置为隔膜式板框电解槽，以金属氧化物涂层电极或石墨电极为阳极，以空气电极为阴极，均相阳离子隔膜为隔膜材料，以MIO₃溶液和H₂SO₄溶液的混合溶液为阳极液，以H₂SO₄溶液为阴极液，采用恒电流连续电解的方法将IO₃^‑转化为IO₄^‑，M为Na或K。该方法采用空气电极作为阴极，避免了氢气的产生和硫酸酸雾的溢出，而且降低了槽电压，从而节约电耗；并且可实现连续电解，具有电流效率高，能耗低；同时避免了氯气氧化法大量的废水排放，特别适用于工业上邻二醇氧化反应高碘酸盐的回收再利用。

技术领域

本发明涉及电化学合成高碘酸盐制造领域，尤其涉及一种无氢连续电化学氧化IO₃^-转化生成IO₄^-的方法。

背景技术

高碘酸盐是一种选择性高、化学性质温和的氧化剂，有效地适用于羰基或羟基与第二羰基或羟基相邻的化合物的氧化，例如α-二醇，α-酮，α-二酮和α-酮醛等；同时对于高碘酸根的选择性和灵敏的检测方法，在分子生物学，环境监测，食品科学和临床诊断领域也具有较好的应用；最近提出的光活化高碘酸盐(UV/IO₄^-)方法作为一种新型的高级氧化技术，在一些研究中显示出较高去除含水有机化合物的能力，在染料脱色方面具有广阔的应用前景。

目前，主要使用氯气、次氯酸钠等强氧化性的化学试剂氧化碘酸盐生成高碘酸盐。氯气和次氯酸钠氧化碘酸根均需要在强碱性介质中进行，需要消耗大量的原料，经济成本较高，同时还会产生大量氯化钠副产物，造成了大量原液和高浓度氯化钠溶液的排放，污染环境，增加了安全环保生产的难度。氯气是一种带有强烈刺激性气味的黄绿色有毒气体，对使用条件、贮藏设备等要求及其苛刻，因此用氯气氧化法来制备高碘酸钠，对安全生产的要求也非常严格，方法繁琐复杂，操作上不易控制，安全程度低。

电化学氧化法将碘酸盐转化生成高碘酸盐，该方法使用隔膜将电解槽的阴阳两极分隔开，IO₃^-在阳极区发生氧化反应生成IO₄^-，由于隔膜的阻隔作用，IO₄^-较难进入阴极区被还原，得到高碘酸盐。但隔膜法电解法的槽电压高、阴极会析出大量的氢气，带出硫酸形成酸雾，环境污染严重，同时氢气爆炸极限低，容易发生氢气爆炸危险。本发明采用空气电极作为阴极，空气中的氧气和溶液中的氢离子直接还原成水，从根本上避免了氢气的产生，避免了硫酸酸雾的溢出，同时可以大幅度降低槽电压，减少电耗，生产成本低，工艺简单，转化率高，易于产业化生产。

发明内容

本发明是为了解决现有技术中电化学氧化法将碘酸盐转化生成高碘酸盐时环境污染严重、易发生氢气爆炸危险的不足，而提供一种无氢连续电化学氧化IO₃^-转化生成IO₄^-的方法，避免了氢气的产生，提高了安全性，同时还具有较高的转化率，适用于工业化生产。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：