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一種二氧化碳電還原與金屬氯化物電氧化耦合的三層電化學(xué)隔膜協(xié)同作用電解方法

文檔序號:39384712發(fā)布日期:2024-09-13 11:53閱讀:來源:國知局

技術(shù)特征:

1.一種二氧化碳電還原與金屬氯化物電氧化耦合的三層電化學(xué)隔膜協(xié)同作用電解方法,其特征在于:

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二氧化碳電還原與金屬氯化物電氧化耦合的三層電化學(xué)隔膜協(xié)同作用電解方法,其特征在于:所述多孔電化學(xué)隔膜為多孔陶瓷膜、多孔玻璃膜、多孔沸石膜、多孔氧化鋁膜、多孔聚偏氟乙烯膜、多孔聚砜膜、多孔聚醚砜膜、多孔聚丙烯腈膜、多孔聚酰胺膜或多孔天然材料膜中的一種,多孔天然材料包括醋酸纖維素、硝酸纖維素及其衍生物,多孔電化學(xué)隔膜的厚度為5~500微米。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二氧化碳電還原與金屬氯化物電氧化耦合的三層電化學(xué)隔膜協(xié)同作用電解方法,其特征在于:所述陽離子交換膜為聚苯乙烯磺酸膜、磺化聚乙烯陽離子交換膜、磺化聚醚醚酮陽離子交換膜、磺化聚偏氟乙烯陽離子交換膜或全氟磺酸型陽離子交換膜中的一種,膜的厚度為10~400微米。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二氧化碳電還原與金屬氯化物電氧化耦合的三層電化學(xué)隔膜協(xié)同作用電解方法,其特征在于:所述可流動(dòng)液體電化學(xué)隔膜中的水溶液為堿金屬氯化物水溶液,溶質(zhì)為氯化鋰、氯化鈉、氯化鉀、氯化銣或氯化銫中的一種。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二氧化碳電還原與金屬氯化物電氧化耦合的三層電化學(xué)隔膜協(xié)同作用電解方法,其特征在于:所述陰極室電解液為與水不互溶的有機(jī)電解液,其中包含三種功能組分:有機(jī)溶劑、支持電解質(zhì)和添加劑;有機(jī)溶劑為碳酸二乙酯、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯中的一種,或上述有機(jī)溶劑按任意比例組成的混合物;支持電解質(zhì)為季銨鹽;添加劑為咪唑類離子液體、吡啶類離子液體、金屬卟啉化合物、金屬酞菁化合物、水、n-甲基吡咯烷酮、乙腈、四氫呋喃、二甲基亞砜、n,n-二甲基甲酰胺中的一種,或上述添加劑按任意比例組成的混合物。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二氧化碳電還原與金屬氯化物電氧化耦合的三層電化學(xué)隔膜協(xié)同作用電解方法,其特征在于:所述陽極室電解液為堿金屬氯化物水溶液,堿金屬氯化物為氯化鋰、氯化鈉、氯化鉀、氯化銣、氯化銫中的一種。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二氧化碳電還原與金屬氯化物電氧化耦合的三層電化學(xué)隔膜協(xié)同作用電解方法,其特征在于:所述陽極為石墨電極、玻碳電極、涂層鈦電極中的任一種,涂層鈦電極的涂層材料為氧化銥、氧化鈮、氧化鉭、氧化釕、氧化鉛、氧化錳、氧化錫中的任一種,或上述氧化物形成的復(fù)合材料。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二氧化碳電還原與金屬氯化物電氧化耦合的三層電化學(xué)隔膜協(xié)同作用電解方法,其特征在于:所述陰極為銅、銀、金、鋅、鎵中一種,或其合金。

9.根據(jù)權(quán)利要求1至8任意所述的二氧化碳電還原與金屬氯化物電氧化耦合的三層電化學(xué)隔膜協(xié)同作用電解方法,其特征在于具體步驟如下:

10.根據(jù)權(quán)利要求1至9任意所述的二氧化碳電還原與金屬氯化物電氧化耦合的三層電化學(xué)隔膜協(xié)同作用電解方法,其特征在于:當(dāng)多孔電化學(xué)隔膜被金屬碳酸鹽沉淀堵塞時(shí),在可流動(dòng)液體電化學(xué)隔膜中加入鹽酸,使多孔電化學(xué)隔膜中的碳酸鹽溶解,從而使多孔電化學(xué)隔膜正常工作。


技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種二氧化碳電還原與金屬氯化物(MeCl)電氧化耦合的三層電化學(xué)隔膜協(xié)同作用電解方法,屬于二氧化碳電還原、光氣化工和碳酸鹽制備技術(shù)領(lǐng)域。這種方法將多孔電化學(xué)隔膜放置在電解池面向陰極一側(cè),將陽離子交換膜放置在電解池面向陽極一側(cè),兩種隔膜之間的間隙小于9mm,含有金屬氯化物的水溶液從間隙中流過,形成可流動(dòng)液體電化學(xué)隔膜,多孔電化學(xué)隔膜、可流動(dòng)液體電化學(xué)隔膜和陽離子交換膜共同構(gòu)成三層隔膜協(xié)同作用電化學(xué)單元,利用這種電化學(xué)單元將電解池分隔成陽極室和陰極室,陽極室電解液為溶有金屬氯化物的水溶液,陰極室電解液為溶有二氧化碳的有機(jī)電解液,電解反應(yīng)過程中,氯離子在陽極上發(fā)生氧化反應(yīng),生成氯氣,陽極室電解液中的金屬離子穿過陽離子交換膜、可流動(dòng)液體電化學(xué)隔膜和多孔電化學(xué)隔膜,進(jìn)入陰極室電解液中,二氧化碳在陰極上發(fā)生電還原反應(yīng),生成一氧化碳和碳酸根,碳酸根與金屬離子結(jié)合,生成碳酸鹽,一氧化碳、氯氣可用于合成光氣。本發(fā)明提供的方法具有工藝流程短、產(chǎn)品附加值高、啟停容易、無廢棄物排放等優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)研發(fā)人員:施錦,吳帥,沈風(fēng)霞,趙鵬翀,繆師鵬,楊斌
受保護(hù)的技術(shù)使用者:昆明理工大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日:
技術(shù)公布日:2024/9/12
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