[发明专利]一种用于电解硝基苯合成对氨基苯酚的电极材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种用于电解硝基苯合成对氨基苯酚的电极材料，其特征在于，所述电极材料为铜丝笼中装填铜金属颗粒与疏水颗粒的复合材料，所述疏水颗粒为表面覆盖有铌和铜掺杂二氧化钛薄膜的铜金属颗粒。

2.根据权利要求1所述的电极材料，其特征在于，所述铜金属颗粒与疏水颗粒的数量比为1：0.5～1.5，优选1：0.8～1.2；

优选地，所述铜金属颗粒粒径为0.1～1mm，优选0.2～0.4mm；

优选地，所述疏水颗粒，其内部的铜金属颗粒粒径为0.1～1mm，优选0.2～0.4mm；表面的铌和铜掺杂二氧化钛薄膜包覆厚度为0.4-1μm，优选0.6-0.8μm；

优选地，所述铌和铜掺杂二氧化钛薄膜，其中Nb与Ti的摩尔比为1～5：100，更优选2～3：100；Cu与Ti的摩尔比为2～6：100，更优选3～4：100；和/或

所述铜金属颗粒与疏水颗粒混合均匀后，单层装填于铜丝笼中；

优选地，所述铜丝笼，其孔径小于0.9mm，优选0.09～0.36mm如0.25mm；其铜丝直径为0.1～1mm，优选0.15～0.38mm。

3.一种权利要求1或2所述用于电解硝基苯合成对氨基苯酚的电极材料的制备方法，其特征在于，步骤包括：

(1)将钛酸四丁酯、乙酰丙酮、浓盐酸、水、无水乙醇混合均匀，然后向其中加入铜盐和铌盐混合均匀，配制溶胶溶液；将溶胶溶液与铜金属颗粒混合，在离心机中将溶胶溶液旋涂在铜金属颗粒表面，旋涂好的铜金属颗粒进行焙烧，制得疏水颗粒；

(2)将步骤(1)制备的疏水颗粒与铜金属颗粒混合均匀，填装于铜丝笼内，制得用于电解硝基苯合成对氨基苯酚的电极材料。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述钛酸四丁酯、乙酰丙酮、浓盐酸、水、无水乙醇混合质量比为1：0.003～0.01：0.1～1：2～8：5～20；优选1：0.004～0.006：0.3～0.6：4～10：10～15；

优选地，所述浓盐酸为浓度25-37wt％，优选33-37％wt的HCL水溶液；和/或

所述铜金属颗粒，铜金属颗粒粒径为0.1～1mm，优选0.2～0.4mm；

优选地，所述铜金属颗粒为球形、正方体等，优选为球形；

优选地，所述铜金属颗粒使用前清洗去除表面油脂，优选在丙酮中超声15～30min；和/或

所述溶胶溶液与铜金属颗粒质量比为0.2～0.5:1，优选0.3～0.4:1；

优选地，离心机旋涂时，离心机转速为500～5000r/min，优选1000～3000r/min，旋涂时间为10～30s，优选15～25s；和/或

所述焙烧，温度为400～800℃，优选500～600℃；时间为0.5～4h，优选2～3h；和/或

所述旋涂和焙烧操作重复3～8次，优选4～6次，直至得到包覆所需厚度TiO₂薄膜的疏水颗粒。

5.根据权利要求3或4所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述铜金属颗粒优选与步骤(1)采用的铜金属颗粒粒径相同，粒径为0.1-1mm，更优选0.2-0.4mm；和/或

所述疏水颗粒与铜金属颗粒数量比为0.5～1.5：1，优选0.8～1.2：1；

优选地，所述铜金属颗粒与疏水颗粒单层装填于铜丝笼中；和/或

所述铜丝笼，其孔径小于0.9mm，优选0.09～0.36mm；其铜丝直径为0.1～1mm，优选0.15～0.38mm。

6.一种电解硝基苯合成对氨基苯酚的电化学方法，所述方法在隔膜电解槽中进行，所述隔膜电解槽包括阳极室和阴极室，其中阳极室和阴极室之间用隔膜隔开，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

1)配制硫酸水溶液为阳极液，注入阳极室；

2)配制硝基苯和硫酸的混合水溶液为阴极液，同时在阴极液中添加十聚甘油十硬脂酸酯和十二烷基二甲基甜菜碱复配表面活性剂，注入阴极室；

3)以权利要求1或2所述的电极材料或者由权利要求3-5任一项所述方法制备的电极材料作为阴极电极，然后通入电流进行电解反应，通过阴极电极电解硝基苯得到对氨基苯酚。