乙醛酸作为重要的化工原料和化工试剂，在香料、医药、造纸、食品添加剂、生物化学、光谱学研究等领域具有广泛的用途[1]。草酸电解还原生成乙醛酸作为合成乙醛酸的一种重要方法，越来越受到人们的重视，在此反应中，生成物中乙醛酸的浓度不大，一般4%左右，而且阴极多用Pb作电极，在电解过程中，Pb电极表面很容易失去活性。这里详细研究了反应条件对电解还原合成乙醛酸的影响。其电解过程反应式如下：
阴极：主反应
HOOC—COOH+2H++2e→HOOC—CHO+H2O
副反应
HOOC—CHO+2H++2e→HOOC—CH2OH
阳极：
H2O-2e→2H++1/2O2
一、实验部分
草酸电解还原生成乙醛酸在矩形有机玻璃槽中进行，阴、阳两极室均配以磁力搅拌，极间距为
1 cm。以工业草酸为原料，其余为分析纯或化学纯试剂。
加100 ml饱和草酸于电解槽内，按实验设定的电解条件通直流电进行电解。电解开始后，间隔一定时间，取样分析电解液中乙醛酸的含量。
二、结果与讨论
2.1 电极材料
（1）阳极材料
用石墨作阳极比用Pb作阳极乙醛酸的浓度要高一些，这是由于Pb作阳极易被氧化生成白PbO2,影响其活性。另外，Pb阳极上有白色物质生成且脱落于溶液中，而石墨则不易被氧化而保持其电极活性。有作者[3-5]报道DSA（IrOx/Ti)也是一种很好的阳极材料。
（2）阴极材料
不锈钢网作阴极比用Pb作阴极，乙醛酸的最后浓度要稍高一些，由于不锈钢用的是接触面积更大的网状（Pb为块状），且化学活性比Pb高，因此效果可能会稍好一点，但最终两种电极都随电解时间的推移而变得灰暗至黑色。另外，还用了Cu网（120目）作阴极试验，反应
8h都无乙醛酸生成，可能是因为Cu的活性太低（在H之后）。
2.2 电压、电流密度
以石墨为阳极，Pb为阴极，20℃，以浓度为
0.1 mol/dm3的盐酸为助电质，极间距为 1 cm
，电极面积为 30 cm3下电解饱和草酸所得，在电解过程中不定时补充固体草酸及HCl，使草酸保持饱和及电流密度保持稳定。
在J值较低（600 A/m2)下，草酸电解不完全，但J值过高（800
A/m2)，槽电压升高，会导致乙醛酸进一步还原，所以也不能达到乙醛酸的最高浓度，在J=700
A/m2条件下，电解可达乙醛酸最大浓度。
2.3 有无隔膜
以石墨为阳极，Pb为阴极，极间距为 1 cm，电压为
4.5 V，室温下电解饱和草酸所得曲级，其中阳极液为0.5
mol/L H2SO4溶液，阴极为饱和草酸，在过程中不断补加固体草酸，隔膜为羧基聚苯烯阳离子交换膜。
由于有离子膜隔开，生成的乙醛酸不会被氧化，因此，最终得到的乙醛酸浓度会高一些。
2.4 助剂的加入
（1）Pb2+的加入
在其它条件与上相同的情况下，阳极为0.4
g/L Pb(Ac)2溶液组成，阴极由饱和草酸及0.5 mol/L H2SO4组成。由于微量Pb2+的加入，电解时间延长了，电解后乙醛酸的最高浓度提高了，这是因为，在电解过程中，Pb2+不断沉积在阴极表面，使Pb阴极保持活度[3]，使电解效率提高了，电解结束时Pb阴极仍有一定鲜度。
（2）四乙基溴化铵溶液的加入
四乙基溴化铵加入，在Pb阴极形成一层保护层，延缓了其活度的衰减，也就是缓蚀作用，使反应时间延长。四乙基溴化铵加入的量要合适，加入多了给分离带来困难，少了效果不明显。
2.5 其它因素的影响
在此反应中，助电解反应的加入非常重要，如果用H2SO4作助电解质，浓度为
1 mol/L左右就可以将电流恒住，但后分离较困难，如果加入盐酸作助电解质，电流不易恒住，但通过多次分批加入的方式可使电流恒住，且后分离容易。不过阳极会有氯气析出，这可通过NaOH溶液吸收或将氯气作为阳极反应的氧化剂。
对盐酸加入的量也有严格限制。如果加入盐酸的量过少，达不到所需电流密度；过多，则产生大量氯气，且过高的[H+]会使Pb阴极活性失去更快。一般每次加入盐酸的浓度在0.1
mol/L左右比较合适。
另外，电解时间，温度，草酸的浓度也至关重要。电解时间随反应体系及电流浓度不同而不同；温度一般在20℃较合适，温度升高可增大草酸在水中的溶解度，但无助于乙醛酸的生成，过低、反应速度减慢，草酸在水中的溶解度降低[6]；在电解中，草酸的浓度越大，越有利于乙醛酸的生成，一般采用在电解过程中不断补加固体草酸的方式使草酸达饱和，但每一次不能加得过多，过多的草酸固体会增加体系的电阻，不利于在较低电压下得到较高的电流密度。
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