[發(fā)明專利]一種電化學(xué)降解木質(zhì)素制備2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310043286.7
• 申請日: 2013-02-04
• 公開（公告）號: CN103074639A
• 公開（公告）日: 2013-05-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黎鋼;張一鳴;楊芳;尹小蓮;彭瑩
• 申請（專利權(quán)）人: 河北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: C25B3/00
• 分類號: C25B3/00;C07C39/06
• 代理公司: 天津翰林知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 12210
• 代理人: 趙鳳英

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及提供一種電化學(xué)催化氧化降解木質(zhì)素制備2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚的方法，屬于生物質(zhì)能源化工技術(shù)領(lǐng)域。?

背景技術(shù)

木質(zhì)素是自然界中數(shù)量僅次于纖維素的第二大天然高分子材料，每年都以600萬億噸的速度再生，是極具潛力的可再生資源之一，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，主要由三種基本結(jié)構(gòu)單元（愈創(chuàng)木基丙基、紫丁香基丙基和對羥苯基丙基）構(gòu)成的三維網(wǎng)狀，木質(zhì)素結(jié)構(gòu)（Coordination?Chemistry?Reviews,2010,254:1854-1870）如下圖所示。如果對其能有效降解，將生成許多有用的有機化合物。?

作為制漿造紙工業(yè)的主要廢棄物，木質(zhì)素很少會得到高效利用。隨著人類對環(huán)境污染和資源危機等問題的認識，天然高分子所具有的可再生、可降解等性質(zhì)日益受到重視，對木質(zhì)素的綜合利用也逐漸受到了人們的關(guān)注。目前對木質(zhì)素降解方法主要包括氧化降解、還原降?解、生物降解等。在環(huán)保領(lǐng)域中降解木質(zhì)素，是為了降低廢水的COD值，消除對環(huán)境的污染，避免其直接排入江河中，從而產(chǎn)生良好的社會效益。在木質(zhì)素開發(fā)利用領(lǐng)域中，近期國內(nèi)外學(xué)者研究表明，通過木質(zhì)素的降解可以得到有用的化學(xué)產(chǎn)品。例如Rasha?Tolba等（Journal?of?Electroanalytical?Chemistry,2010,649:9-15）采用了IrO₂電極對木質(zhì)素進行電解，所得的主要產(chǎn)物是香草醛和香草酸。P.PARPOT等（Journal?ofApplied?Electrochemistry，2000,30:727-731）采用了Pt、Au、Ni和C電極電催化降解牛皮紙木質(zhì)素生成香草醛。Carmen?Z.Smith等（J?Appl?Electrochem,2011,41:363–375）使用Ni電極，連續(xù)電降解木質(zhì)素磺酸鹽生成香草醛。從國內(nèi)外的報道來看，電催化降解木質(zhì)素所得產(chǎn)物多數(shù)為香草醛、香草酸等化合物，其它產(chǎn)物并不多見。?

本發(fā)明采用電催化氧化法降解木質(zhì)素得到2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚（2,6-di-tert-butyl-4-methylphenol，BHT），可以作為化石原料制備BHT方法的補充。BHT是一種多用途的不著色抗氧化劑、自由基捕捉劑、醫(yī)藥中間體。廣泛應(yīng)用于食品、橡膠、醫(yī)藥行業(yè)，可作為聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚酯、聚苯乙烯、ABS樹脂、丁基橡膠等橡膠及乳膠的抗氧劑，能有效地抑制空氣氧化、熱降解及銅害等，具有不污染、不著色、熔點低、?

容易混煉、不噴霜、不影響橡膠硫化的特點，適用于白色、淺色橡膠制品及泡沫制品。目前其制備主要采用化學(xué)合成法，其中60%以上的生產(chǎn)廠家采用甲酚與異丁烯反應(yīng)生成BHT，例如中國發(fā)明專利（申請?zhí)枺?00610047218.8）提出，用對甲酚、異丁烯和固體催化劑進行烷基化反應(yīng)制備BHT，另外除了化學(xué)合成法之外，中國發(fā)明專利（申請?zhí)枺?00710034897.X）提出，使用超聲和熱提取法在馬蹄蓮中提取BHT。其中化學(xué)合成法制備BHT雖得到廣泛的應(yīng)用，但是該方法生產(chǎn)成本高、能耗高、污染嚴重，且所用原料異丁烯易燃易爆，危險系數(shù)大。提取法制備BHT成本較高，收率較低，不易實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。?

本發(fā)明提出一種由木質(zhì)素電催化降解制備BHT的方法，不僅原料木質(zhì)素來源廣泛經(jīng)濟實惠，而且工藝技術(shù)簡單易操作，具有較好的工業(yè)應(yīng)用價值。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對當前技術(shù)存在的成本高、能耗高、污染嚴重等不足，提供一種電化學(xué)降解木質(zhì)素制備2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚的方法，該方法使用Pb/PbO₂電極作為工作電極，Cu片電極作為輔助電極，標準飽和甘汞電極作為參比電極，構(gòu)成電解池，電化學(xué)降解木質(zhì)素。?

一種電催化氧化降解木質(zhì)素制備2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚的方法，包括以下步驟：?

1)首先用NaOH溶液溶解木質(zhì)素形成均相體系，再添加NaOH使體系溶液的pH=8~13，木質(zhì)素的濃度為10g/L~100g/L；?

2)將配置好的木質(zhì)素溶液加入到電解槽中，以Pb/PbO₂電極作為工作電極，Cu片電極作為輔助電極，標準飽和甘汞電極作為參比電極，構(gòu)成電解池，加入磁子攪拌，電催化氧化降解木質(zhì)素；恒電流反應(yīng)0.5~5.0小時，電流密度為10mA/cm²~40mA/cm²；?