穿流式電催化膜MnO2@Ti 的制備及催化氧化正丙醇性能

楊明霞，樊森清，陳皎皎，陳 渝，李 創(chuàng)，肖澤儀

四川大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院，四川 成都 610065

丙酸是重要的精細(xì)化工中間體。目前丙酸的主要化學(xué)合成路線有丙醛氧化和乙烯羰基化，但存在反應(yīng)條件苛刻，工藝流程復(fù)雜，催化劑有毒等不足[1-3]。正丙醇來源廣、安全性高、價(jià)格便宜，進(jìn)一步脫氫后可生成丙酸，被認(rèn)為是生產(chǎn)丙酸有前途的前驅(qū)體。電化學(xué)反應(yīng)通過在溫和條件下以可控方式產(chǎn)生高活性自由基從而實(shí)現(xiàn)反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化[4]，是可以替代使用氧化劑或還原劑等對(duì)環(huán)境有害的化學(xué)試劑的化學(xué)過程，通過正丙醇電催化氧化制備丙酸符合綠色化學(xué)發(fā)展理念。

傳統(tǒng)電極通常將粉末狀電催化劑負(fù)載在電極表面，這種結(jié)構(gòu)會(huì)導(dǎo)致催化劑團(tuán)聚掩埋活性位點(diǎn)。將催化劑原位固定在多孔導(dǎo)電膜的膜孔中構(gòu)成電催化膜，較大的膜孔表面積有利于提高納米催化顆粒的負(fù)載量，且分散良好的膜孔可以防止催化劑聚集超過膜孔尺寸，從而增強(qiáng)反應(yīng)物和催化劑接觸[5-6]。傳統(tǒng)電催化反應(yīng)通常是在間歇模式下進(jìn)行，其電化學(xué)氧化動(dòng)力學(xué)通常受到質(zhì)量傳遞的限制，因?yàn)橄鄬?duì)于電子傳遞而言化學(xué)擴(kuò)散更緩慢。如果反應(yīng)流體可以通過強(qiáng)制對(duì)流的方式與膜孔中的催化劑接觸，電催化反應(yīng)將被限制在微-納尺度的孔道內(nèi)，極大地縮短傳質(zhì)距離，提高電催化反應(yīng)速率[7-10]。Liu 等[11]研究表明，與間歇反應(yīng)相比，穿流式電化學(xué)反應(yīng)器的傳質(zhì)速率增加了六倍。此外，由于均勻的膜孔分布，正丙醇在膜中的停留時(shí)間分布均勻，正丙醛等副反應(yīng)將被削弱，預(yù)計(jì)會(huì)得到更高的丙酸選擇性。

在前期的研究中[12-15]，已通過流動(dòng)合成法成功地在膜孔中原位固載了催化劑納米顆粒，催化劑前體溶液在外力作用下均勻緩慢滲透過膜，使得納米顆粒在膜厚度方向均勻分布，構(gòu)筑了功能催化膜。根據(jù)多孔介質(zhì)深層過濾的原理，由于慣性碰撞和布朗運(yùn)動(dòng)，電催化納米顆?？梢苑€(wěn)定固載在曲折的膜孔中。本研究將通過流動(dòng)合成法在微米級(jí)鈦膜孔道中原位固載MnO2納米催化劑，構(gòu)筑MnO2@Ti 電催化膜，并在新設(shè)計(jì)的一種穿流式電催化氧化裝置中研究MnO2@Ti 電催化膜催化正丙醇選擇性氧化生成丙酸的性能，進(jìn)一步探討其氧化機(jī)理。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 實(shí)驗(yàn)原料

多孔管式鈦膜購自南京雄凱過濾設(shè)備有限公司，內(nèi)徑和外徑分別為20 mm 和25 mm，平均孔徑為1 μm，孔隙率為22%，高度為60 mm。管式膜的一端用不銹鋼板密封，另一端用不銹鋼接頭密封作為連接蠕動(dòng)泵軟管的出口。將鈦膜置于10 g/L 的草酸溶液中超聲預(yù)處理30 min 以除去表面的雜質(zhì)和對(duì)膜表面進(jìn)行刻蝕，然后用大量去離子水清洗至溶液為中性，在60 ℃的烘箱中烘干備用。

正丙醇，丙酸，正丙醛和異丁醇為色譜純。硫酸錳一水合物、高錳酸鉀、硫酸鈉和草酸為分析純，所有試劑無需進(jìn)一步純化即可使用。

1.2 流動(dòng)合成法制備電催化膜

首先，通過蠕動(dòng)泵加壓使0.8 mol/L 硫酸錳溶液緩慢勻速滲透過鈦膜25 min，在60 ℃下干燥3 h，使得硫酸錳溶液在膜孔中逐漸飽和并結(jié)晶。然后，以同樣方式將0.2 mol/L 高錳酸鉀溶液均勻滲透過膜45 min，在這一過程中，高錳酸鉀溶液與膜孔中的硫酸錳發(fā)生氧化還原反應(yīng)合成MnO2，將膜在60 ℃下干燥3 h。重復(fù)以上兩個(gè)步驟，增加負(fù)載次數(shù)，使MnO2納米顆粒在膜孔中逐漸積累，從而調(diào)整MnO2負(fù)載量。最后，超聲清洗除去膜表面穩(wěn)定性差的MnO2納米顆粒以及溶解膜內(nèi)未反應(yīng)的溶液，在60 ℃下烘干。

1.3 正丙醇電催化氧化實(shí)驗(yàn)

穿流模式下的電催化氧化反應(yīng)裝置如圖1 所示。MnO2@Ti 電催化膜被用作陽極，環(huán)繞在陽極周圍的不銹鋼網(wǎng)作為陰極。穩(wěn)壓直流電源提供恒定電流，并用導(dǎo)線連接兩個(gè)電極形成電路。蠕動(dòng)泵提供恒定的負(fù)壓，使正丙醇溶液以一定的速率流經(jīng)MnO2@Ti電催化膜進(jìn)行循環(huán)氧化。在實(shí)驗(yàn)過程中，正丙醇水溶液為反應(yīng)物，0.11 mol/L 的硫酸鈉溶液為電解質(zhì)。在穿流模式下測試了MnO2@Ti 電催化膜的電催化性能，每個(gè)樣品測量三次并計(jì)算平均值以減少誤差。為了研究MnO2@Ti 電催化膜在穿流模式下的增強(qiáng)機(jī)制，將MnO2@Ti 電催化膜進(jìn)行了無流動(dòng)的間歇模式下的正丙醇電催化氧化實(shí)驗(yàn)，間歇模式和穿流模式的實(shí)驗(yàn)條件相同。

圖1 MnO2@Ti 電催化膜在穿流模式下正丙醇電催化氧化實(shí)驗(yàn)裝置Fig.1 Experimental device for the electrocatalytic oxidation of n-propanol by MnO2@Ti electrocatalytic membrane via flow-through mode

1.4 分析測試

X 射線衍射（XRD）圖像由X 射線衍射儀（Empyrean）測得，以分析MnO2的晶體結(jié)構(gòu)，X 射線源為Cu-Kα，管電壓為50 kV。原始Ti 膜和MnO2@Ti 電催化膜的表面和橫截面的微觀結(jié)構(gòu)采用場發(fā)射掃描電子顯微鏡（SEM，JEOL，JSM-700F）進(jìn)行觀察。通過電子順磁共振（EPR，Bruker EMX plus X-ban）對(duì)產(chǎn)生的羥基自由基（·OH）進(jìn)行測量，中心磁場為3 510 G，掃描寬度為100 G，微波頻率為9.86 GHz。通過CHI604E 電化學(xué)工作站進(jìn)行了循環(huán)伏安法（CV）、電化學(xué)阻抗譜（EIS）和電流密度-時(shí)間曲線（I-t）測定。采用三電極體系，MnO2@Ti 電催化膜或原始Ti 膜被用作工作電極，鉑片被用作對(duì)電極，Ag/AgCl 電極被用作參比電極。CV 曲線掃描速率為5 mV/s。EIS 在開路電壓下測得，頻率掃描為0.01～100 000 Hz，幅度為50 mV，CV 曲線和EIS 測量是在0.11 mol/L 的Na2SO4電解質(zhì)溶液中進(jìn)行。I-t曲線在電流密度為2.55 mA/cm2的條件下測定，溶液由160 mmol/L 正丙醇和0.11 mol/L的Na2SO4電解質(zhì)溶液組成。反應(yīng)物和產(chǎn)物用氣相色譜儀（GC-9790Ⅱ，浙江福立分析儀器股份有限公司）進(jìn)行分析，F(xiàn)FAP 色譜柱（30 m×0.32 mm×1.0 μm），氫火焰離子化檢測器（FID），載氣為氮?dú)?，流速?4 mL/min，檢測器和汽化室溫度設(shè)置為250 ℃，柱箱溫度設(shè)為程序升溫，初始溫度設(shè)為60 ℃，停留時(shí)間為1 min，以10 ℃/min 的速率升至150 ℃，保溫5 min。

正丙醇氧化生成丙酸反應(yīng)為液相反應(yīng)，正丙醇轉(zhuǎn)化率（xn-propanol）、丙酸的選擇性（SCOOH）和丙酸電流效率（CECOOH）按式（1）～式（3）計(jì)算：

式中：C0和Ct分別為MnO2@Ti 電催化膜反應(yīng)前后正丙醇濃度，mol/L；Ct-COOH為反應(yīng)時(shí)間為t時(shí)溶液中的丙酸濃度，mol/L；nCOOH為生成的丙酸的量，mol/m2；zCOOH為正丙醇產(chǎn)生的丙酸的電子轉(zhuǎn)移數(shù)，為4；F為法拉第常數(shù)，為96 500 C/mol；I為電流密度，A/m2；t為反應(yīng)時(shí)間，h。

2 結(jié)果與討論

2.1 電催化膜的結(jié)構(gòu)和形貌

MnO2@Ti 電催化膜的XRD 圖譜見圖2。從圖2可以看出，流動(dòng)合成法制備的MnO2在2θ為37.2°，42.4°，56.0°和66.7°處的衍射峰分別對(duì)應(yīng)于(100)，(101)，(102)和(110)晶面，與JADE 標(biāo)準(zhǔn)圖譜中六方相ε-MnO2（JCPDS 30-0820）的特征峰相對(duì)應(yīng)，表明通過流動(dòng)合成法在膜孔中成功合成了ε-MnO2[16]。

圖2 MnO2@Ti 電催化膜的XRD 圖譜Fig.2 XRD pattern of MnO2@Ti electrocatalytic membrane

原始鈦膜、MnO2@Ti 電催化膜的表面和橫截面的SEM 照片，以及其中的納米顆粒的尺寸分布見圖3。由SEM 照片可以看出，原始鈦膜表面及孔道內(nèi)壁光滑，經(jīng)過流動(dòng)合成后，球形的MnO2納米顆粒在膜孔道中均勻分布，且平均粒徑為83.1 nm。在膜表面也存在部分MnO2納米顆粒，且平均粒徑為246.4 nm，約為孔道中的催化劑粒徑的3 倍。與膜表面合成的MnO2相比，膜孔內(nèi)合成的尺寸更加均一，這是因?yàn)榱鲃?dòng)合成可強(qiáng)化兩種反應(yīng)物之間的傳質(zhì)，減少反應(yīng)物消耗造成的濃度差。

圖3 原始鈦膜（a, b）和MnO2@Ti 電催化膜（c）的膜表面SEM；表面MnO2 粒徑分布（d）；原始鈦膜（e, f）和MnO2@Ti 電催化膜（g）的橫截面SEM；橫截面MnO2 粒徑分布（h）Fig.3 SEM images of the membrane surface of the Ti membrane (a, b) and MnO2@Ti electrocatalytic membrane (c);MnO2 particle size distribution on Surface of electrocatalytic membrane (d);SEM images of the cross-section of the Ti membrane (e, f) and MnO2@Ti electrocatalytic membrane (g);MnO2 Particle size distribution along the cross-section of electrocatalytic membrane (h)

2.2 電催化膜的電化學(xué)性能

分別測試了原始鈦膜和MnO2@Ti 電催化膜的循環(huán)伏安曲線，圖4（a）顯示了兩種膜的CV 曲線。可以看出，與原始鈦膜相比，MnO2@Ti 電催化膜的電流密度顯著提高。MnO2@Ti 電催化膜在1 VvsAg/AgCl（相對(duì)于參比電極的電位）的電位下顯示出高達(dá)3.8 mA/cm2的峰值電流密度，而原始鈦膜在Na2SO4溶液中峰值電流密度僅為0.22 mA/cm2。電流密度的增加表明MnO2@Ti 電催化膜電極在該體系中具有快速的電子遷移過程。這是因?yàn)镸nO2@Ti 電催化膜的多孔結(jié)構(gòu)極大縮短了離子傳輸途徑，且大的表面積有利于電荷傳輸。

圖4 鈦膜和MnO2@Ti 電催化膜的循環(huán)伏安曲線（a），電化學(xué)阻抗譜擬合曲線（b）和I-t 曲線（c）Fig.4 Cyclic voltammograms (a), electrochemical impedance spectra fitting curves (b) and I-t curve (c) of the Ti membrane and the MnO2@Ti electrocatalytic membrane

采用EIS 測試了電極各部分電阻的變化，圖4（b）展示了鈦膜與MnO2@Ti 電催化膜的電化學(xué)阻抗譜的擬合曲線（阻抗的實(shí)部Z’和虛部Z”）?？梢钥闯?，奈奎斯特圖在與界面電荷轉(zhuǎn)移電阻（Rct）相關(guān)的高頻區(qū)域（圖左側(cè)區(qū)域）顯示為半圓形，與質(zhì)量擴(kuò)散行為有關(guān)的低頻區(qū)（圖右側(cè)區(qū)域）為線性。通過Zview 軟件擬合得到電催化膜電極的Rct值為1.4 Ω，遠(yuǎn)低于原始鈦膜的Rct值（27.5 Ω），表明MnO2@Ti 電催化膜的法拉第過程或電荷轉(zhuǎn)移動(dòng)力學(xué)更快[17-18]。這歸因于MnO2@Ti 電催化膜的多孔結(jié)構(gòu)和較高的表面積可以縮短電荷的擴(kuò)散距離以及強(qiáng)化傳質(zhì)，有利于電子在MnO2上快速轉(zhuǎn)移。EIS 結(jié)果證明在流動(dòng)合成MnO2納米粒子后，電極的電化學(xué)性能顯著提高，這與CV 測量結(jié)果一致。

通過I-t曲線對(duì)MnO2@Ti 電催化膜的穩(wěn)定性進(jìn)行了研究，結(jié)果如圖4（c）所示。結(jié)果表明，在電流密度為2.55 mA/cm2的條件下，在50 h 內(nèi)電催化膜作為陽極表現(xiàn)出良好的電催化穩(wěn)定性，其衰減可以忽略不計(jì)。其良好的穩(wěn)定性是因?yàn)榱鲃?dòng)合成制備的電極通過前驅(qū)體溶液連續(xù)的沖洗可以去除電極孔隙中不穩(wěn)定的催化劑。

2.3 MnO2@Ti 電催化膜電催化氧化正丙醇性能

2.3.1 反應(yīng)模式的影響

為了探討MnO2@Ti 電催化膜作為陽極對(duì)正丙醇選擇性氧化的強(qiáng)化行為，考察了相同條件下MnO2@Ti 電催化膜在穿流模式以及間歇反應(yīng)模式下正丙醇電催化氧化反應(yīng)性能，結(jié)果見圖5。由圖5可見，間歇反應(yīng)模式時(shí)反應(yīng)19 h，MnO2@Ti 電催化膜催化正丙醇的轉(zhuǎn)化率僅為60%，丙酸的選擇性為70%，而穿流模式下正丙醇的轉(zhuǎn)化率高達(dá)95%，丙酸的選擇性提高到89%。此外，MnO2@Ti 電催化膜在間歇模式下的電流效率為44%，在穿流模式下提高到90%。因?yàn)樵诖┝髂Ｊ较抡佳趸^程中的傳質(zhì)是在MnO2@Ti 電催化膜微米尺度的膜孔空間內(nèi)進(jìn)行，反應(yīng)物與催化劑表面的傳質(zhì)距離僅限于膜孔的大小，這比反應(yīng)溶液平行與電極表面流動(dòng)的傳統(tǒng)電極的傳質(zhì)距離縮小了幾個(gè)數(shù)量級(jí)，強(qiáng)化了傳質(zhì)過程。在穿流模式下丙酸選擇性的提高是因?yàn)殡姶呋ぶ芯鶆虻哪た壮叽绲姆植紴檎嫉难趸峁┝司鶆虻乃νＡ魰r(shí)間，水力停留時(shí)間是從膜上游經(jīng)過膜孔到膜下游的時(shí)間，這在傳統(tǒng)的平行于電極表面流動(dòng)的結(jié)構(gòu)中是不可能實(shí)現(xiàn)的。而穿流模式下更高的正丙醇轉(zhuǎn)化率和丙酸選擇性意味著更高的電流效率。結(jié)果表明，電催化過程限域效應(yīng)與流動(dòng)協(xié)同強(qiáng)化了傳質(zhì)，顯著提高了正丙醇氧化性能。

2.3.2 反應(yīng)條件的影響

不同條件下MnO2@Ti 電催化膜在穿流模式下正丙醇的電催化氧化反應(yīng)結(jié)果見圖6。如圖6（a）所示，在反應(yīng)時(shí)間為14 h 的條件下，隨著初始正丙醇濃度的增加，MnO2@Ti 電催化膜對(duì)正丙醇的處理能力先是增加，然后趨于平緩，而正丙醇轉(zhuǎn)化率逐漸降低，丙酸的選擇性有部分下降。這是因?yàn)橐欢ǖ碾娏髅芏犬a(chǎn)生的羥基自由基是恒定的，催化劑上有足夠的活性位點(diǎn)和羥基自由基會(huì)限制正丙醇的氧化過程，不再將正丙醛中間物進(jìn)一步氧化成丙酸。此外，當(dāng)正丙醇初始濃度較高時(shí)，更多正丙醇和不能及時(shí)氧化的中間體會(huì)積累在電極表面，使傳質(zhì)受到阻礙，降低了單位時(shí)間內(nèi)單分子與活性位點(diǎn)接觸的幾率[19-21]。

圖6 不同反應(yīng)條件下MnO2@Ti 電催化膜氧化正丙醇的性能Fig.6 Performance of n-propanol oxidation by MnO2@Ti electrocatalytic membrane under different initial concentrations of n-propanol

電流密度是電化學(xué)有機(jī)合成的重要參數(shù)，也是電催化速率的關(guān)鍵影響因素[22]。如圖6（b）所示，在反應(yīng)時(shí)間為14 h 的條件下，當(dāng)電流密度從1.27 mA/cm2增加到3.80 mA/cm2，MnO2@Ti 電催化膜對(duì)正丙醇的處理能力、正丙醇轉(zhuǎn)化率和丙酸的選擇性均增加，但進(jìn)一步增加電流密度則對(duì)正丙醇的處理能力、正丙醇轉(zhuǎn)化率和丙酸選擇性的影響不大。這是因?yàn)殡S著電流密度增加，電極的氧化電位增大可以促進(jìn)正丙醇的氧化反應(yīng)，但是較高的電流密度會(huì)導(dǎo)致陽極發(fā)生嚴(yán)重的電解水析氧取代產(chǎn)生羥基自由基，且電解水產(chǎn)生的大量氣泡會(huì)阻礙正丙醇與催化膜中的活性位點(diǎn)接觸，從而阻礙正丙醇的氧化。

MnO2的負(fù)載量對(duì)正丙醇處理能力、正丙醇轉(zhuǎn)化率以及丙酸的選擇性的影響如圖6（c）所示?？梢钥闯觯谙嗤磻?yīng)時(shí)間下，隨著MnO2負(fù)載量的增加，正丙醇的轉(zhuǎn)化率以及對(duì)正丙醇的處理能力均增加，而丙酸的選擇性基本不變。不同MnO2負(fù)載次數(shù)所得催化劑的負(fù)載量和膜通量如表1 所示。由表1 可知，隨著負(fù)載次數(shù)增加，MnO2的負(fù)載量是成倍增加的，但膜通量降低。因此，較高的MnO2負(fù)載量可以提供更多的電催化活性位點(diǎn)，從而獲得更好的催化性能。

表1 MnO2@Ti 電催化膜中MnO2負(fù)載量和膜通量Table 1 MnO2 loading and membrane flux in MnO2@Tielectrocatalytic membrane

2.4 MnO2@Ti 電催化膜氧化正丙醇制備丙酸的機(jī)理

在電催化氧化過程中可能會(huì)產(chǎn)生許多種類的自由基[23]，可以通過EPR 來驗(yàn)證電催化氧化過程中產(chǎn)生自由基的種類。實(shí)驗(yàn)中使用5,5-二甲基-1-吡咯啉-N-氧化物（DMPO）對(duì)·OH 進(jìn)行捕捉，當(dāng)DMPO濃度為0.1 mol/L，電解質(zhì)為0.11 mol/L 的Na2SO4，電流密度為2.55 mA/cm2時(shí)，MnO2@Ti 電催化膜通電120 s 以及沒有外加電流時(shí)產(chǎn)生自由基的EPR 圖譜見圖7。由圖7 可以看出，通電120 s 時(shí)DMPO捕捉后生成的自由基加合物產(chǎn)生了明顯的1:2:2:1 對(duì)稱結(jié)構(gòu)的四重峰，表明MnO2@Ti 電催化膜在電催化氧化過程中產(chǎn)生了·OH，其作為強(qiáng)氧化基團(tuán)在電催化氧化反應(yīng)過程中有著重要的作用[24]。正丙醇電催化氧化產(chǎn)物已經(jīng)通過氣相色譜確定，中間物和產(chǎn)物分別為正丙醛和丙酸，因此提出了MnO2@Ti 電催化膜氧化正丙醇生成丙酸可能的機(jī)理，如圖8 所示。

圖7 MnO2@Ti 電催化膜產(chǎn)生自由基的EPR 譜圖Fig.7 EPR spectrum for free radicals generated by MnO2@Ti electrocatalytic membrane

圖8 MnO2@Ti 電催化膜催化氧化正丙醇可能的反應(yīng)機(jī)理Fig.8 Possible reaction mechanism of n-propanol oxidation over the MnO2@Ti electrocatalytic membrane

首先，含有金屬氧化物電極上發(fā)生水氧化產(chǎn)生吸附的羥基自由基，見式（5）。羥基自由基進(jìn)一步將MnIV=O 轉(zhuǎn)化為MnⅤ=O 進(jìn)而演變成化學(xué)吸附氧，見式（6）。MnO2催化劑具有多種高價(jià)態(tài)的錳氧化物，通常是強(qiáng)化學(xué)氧化劑。通過MnO2的電子轉(zhuǎn)移可以不斷生成MnⅤ=O，吸附在表面的正丙醇會(huì)被MnⅤ=O 氧化生成中間產(chǎn)物正丙醛，而MnⅤ=O 將轉(zhuǎn)化為MnIV=O，見式（7），同時(shí)H+會(huì)被傳遞到陰極，在陰極與電子結(jié)合生成H2，見式（8）。正丙醛則通過氧化還原反應(yīng)進(jìn)一步被氧化成丙酸，見式（9）。所以MnO2@Ti 電催化膜催化氧化正丙醇制備丙酸的反應(yīng)路徑可以如式（10）描述。

MnO2@Ti 電催化膜在穿流模式下對(duì)正丙醇進(jìn)行電催化氧化反應(yīng)過程中，產(chǎn)生的短壽命·OH 將會(huì)被限制在微米級(jí)的膜孔中[25-26]。由于·OH 的壽命極短，穿流模式下快速的傳質(zhì)過程可以增強(qiáng)吸附在催化劑表面的短壽命·OH 與正丙醇的接觸[27]，使得更多的·OH 可以被利用，降低·OH 的淬滅速度。因此，MnO2@Ti 電催化膜在穿流模式下具有更好的正丙醇氧化性能，且實(shí)現(xiàn)了更高的電流效率。

3 結(jié) 論

通過流動(dòng)合成法制備了用于正丙醇氧化的MnO2@Ti 電催化膜。電化學(xué)表征表明MnO2@Ti 電催化膜的電化學(xué)性能可以顯著提高，且保持長時(shí)間的穩(wěn)定性。MnO2@Ti 電催化膜在穿流模式下展現(xiàn)出優(yōu)異的催化正丙醇氧化制備丙酸的性能，正丙醇的轉(zhuǎn)化率可以達(dá)到95%，丙酸的選擇性可達(dá)到89%，陽極的電流效率可以達(dá)到90%。考察了不同操作條件對(duì)正丙醇電催化氧化反應(yīng)的影響，結(jié)果表明通過適當(dāng)提高反應(yīng)物的濃度、電流密度和催化劑的MnO2負(fù)載量有利于正丙醇氧化生成丙酸反應(yīng)。對(duì)正丙醇電催化氧化生成丙酸的機(jī)理分析表明，穿流模式下強(qiáng)化接觸和傳質(zhì)能使電催化膜氧化過程中更多的·OH 被利用，從而提高正丙醇的氧化性能。