CN101328590A - 一种将二氧化碳转化为有机化合物的方法 - Google Patents
一种将二氧化碳转化为有机化合物的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101328590A CN101328590A CNA2008100585433A CN200810058543A CN101328590A CN 101328590 A CN101328590 A CN 101328590A CN A2008100585433 A CNA2008100585433 A CN A2008100585433A CN 200810058543 A CN200810058543 A CN 200810058543A CN 101328590 A CN101328590 A CN 101328590A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- carbon dioxide
- organic compound
- carbonic acid
- acid gas
- anode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 32
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 15
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 title claims abstract description 11
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 title abstract description 6
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 title abstract description 6
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims abstract description 10
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N Formaldehyde Chemical compound O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N methanoic acid Natural products OC=O BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 7
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 4-(3-methoxyphenyl)aniline Chemical compound COC1=CC=CC(C=2C=CC(N)=CC=2)=C1 OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 235000019253 formic acid Nutrition 0.000 claims abstract description 4
- 235000011089 carbon dioxide Nutrition 0.000 claims description 20
- 239000002608 ionic liquid Substances 0.000 claims description 14
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 5
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 claims description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 abstract description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 3
- 125000006527 (C1-C5) alkyl group Chemical group 0.000 abstract 1
- 230000002860 competitive effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 abstract 1
- 238000003487 electrochemical reaction Methods 0.000 description 5
- 230000005518 electrochemistry Effects 0.000 description 3
- 238000005984 hydrogenation reaction Methods 0.000 description 3
- -1 trifluoromethane sulfimide anion ion Chemical class 0.000 description 3
- 238000009903 catalytic hydrogenation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000003411 electrode reaction Methods 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 230000001404 mediated effect Effects 0.000 description 1
- WSFSSNUMVMOOMR-NJFSPNSNSA-N methanone Chemical compound O=[14CH2] WSFSSNUMVMOOMR-NJFSPNSNSA-N 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
Abstract
本发明公开了一种将二氧化碳转化为有机化合物的方法，将二氧化碳在离子液体中发生电化学还原反应，在电解池中加入离子液体，阴极一侧通入二氧化碳，阳极一侧通入氢气，氢气在阳极上被氧化，二氧化碳和H+在阴极上发生电化学还原反应，生成甲醇、甲酸、甲烷和甲醛等有机化合物，离子液体的结构式为：R1、R2：H、C1－C5的烃基X：PF6 －、BF4 －由于本发明具有原料廉价易得，生产成本低，工艺简单，适宜工业化生产等优点，因此具有很强的市场竞争能力和推广应用价值。
Description
技术领域
本发明涉及将二氧化碳经电化学氢化还原反应转化为有机化合物，实现二氧化碳资源化。
背景技术：
以二氧化碳为原料制备有机化合物的方法主要有两种：高压催化氢化法和电化学氢化还原法。高压催化氢化法需要在高温高压并有催化剂存在的条件下才能进行，反应过程中需要消耗大量的能量和动力，由于大规模廉价制氢技术目前尚未得到解决，加之催化剂的性能较低，因此利用这个反应大规模生产甲醇在短期内很难实现。电化学氢化还原法是将二氧化碳转化为有机化合物的另一条重要途径，其中涉及到一项关键性的技术问题：选择电化学介质体系。离子液体具有很高的电导率和离子迁移率，二氧化碳在离子液体中具有很高的溶解度，因此在离子液体中进行二氧化碳的电化学还原具有很好的发展前景。具有双三氟甲烷磺酰亚胺阴离子的离子液体对二氧化碳具有很强的亲和力，但含有双三氟甲烷磺酰亚胺阴离子的离子液体非常昂贵，因此探索低成本离子液体和相应的电化学反应装置在二氧化碳电化还原制备有机物方面具有重要意义。
发明内容
本发明采用的离子液体结构式为：
R1、R2：H、C1-C5的烃基
X：PF6 -、BF4 -
电化学反应装置如图1所示：在电解池中加入离子液体，阴极一侧通入二氧化碳，阳极一侧通入氢气，氢气在阳极上被氧化，二氧化碳和H+在阴极上发生电化学还原反应，生成甲醇、甲酸、甲烷和甲醛等反应产物。
本发明与现有技术相比具有如下优点或积极效果：
1、与含有双三氟甲烷磺酰亚胺阴离子的离子液体相比，上述离子液体价格更低。
2、电化学反应装置更简单，操作更方便。
3、上述离子液体具有电导率高、挥发性低和毒性小的优点。
4、二氧化碳在上述离子液体中具有较高的溶解度，因此二氧化碳电还原反应效率高。
图面说明
图1为本发明二氧化碳电化学反应装置示意图。图1中，1为氢气，2为阳极，3为二氧化碳，4为阴极，5为离子液体。
具体实施方式
下面以实例进一步说明木发明的实质内容，但本发明的内容并不限于此。
如图1所示，在一个“U”形电解池中加入离子液体，阴极一侧通入二氧化碳，阳极一侧通入氢气，氢气在阳极上被氧化，二氧化碳和H+在阴极上发生电化学还原反应，生成甲醇、甲酸、甲烷和甲醛等反应产物，电化学反应装置的结构可表示为：
H2(g)，Pt|离子液体|Pt，CO2，CH3OH
电极反应方程式为：
阳极：3H2→6H++6e
阴极：CO2+6H++6e→CH3OH+H2O
本发明采用的离子液体结构式为：
R1、R2：H、C1-C5的烃基
X：PF6 -、BF4 -
Claims (2)
1、一种将二氧化碳转化为有机化合物的方法，其特征在于：在电解池中加入离子液体，阴极一侧通入二氧化碳，阳极一侧通入氢气，氢气在阳极上被氧化，二氧化碳和H+在阴极上发生电化学还原反应，生成有机化合物，所述离子液体的结构式为：
R1、R2：H、C1-C5的烃基
X：PF6 -、BF4 -。
2、根据权利要求1所述的将二氧化碳转化为有机化合物的方法，其特征在于：所述的有机化合物为甲醇、甲酸、甲烷和甲醛等。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2008100585433A CN101328590B (zh) | 2008-06-17 | 2008-06-17 | 一种将二氧化碳转化为有机化合物的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2008100585433A CN101328590B (zh) | 2008-06-17 | 2008-06-17 | 一种将二氧化碳转化为有机化合物的方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101328590A true CN101328590A (zh) | 2008-12-24 |
| CN101328590B CN101328590B (zh) | 2011-03-23 |
Family
ID=40204591
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2008100585433A Expired - Fee Related CN101328590B (zh) | 2008-06-17 | 2008-06-17 | 一种将二氧化碳转化为有机化合物的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN101328590B (zh) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011093229A1 (ja) * | 2010-01-27 | 2011-08-04 | Nakahara Masaru | ギ酸の製造方法 |
| CN102190573A (zh) * | 2011-03-30 | 2011-09-21 | 昆明理工大学 | 一种电化学催化还原二氧化碳制备甲酸的方法 |
| CN102605385A (zh) * | 2012-01-13 | 2012-07-25 | 天津理工大学 | 一种光电催化还原二氧化碳制备甲醇的方法 |
| CN103205773A (zh) * | 2013-03-25 | 2013-07-17 | 华东师范大学 | 一种电化学还原co2合成小分子醇类化合物的方法 |
| CN103649374A (zh) * | 2011-07-06 | 2014-03-19 | 液体光有限公司 | 二氧化碳还原生成羧酸、乙二醇和羧酸盐 |
| CN104619886A (zh) * | 2012-09-14 | 2015-05-13 | 液体光有限公司 | 二氧化碳电化学还原的方法和高表面积电极 |
| CN106245053A (zh) * | 2016-08-26 | 2016-12-21 | 华南理工大学 | 由二氧化碳、芳香肼与多聚甲醛电合成1,3,4‑噁二唑‑2(3h)‑酮衍生物的方法 |
| CN108736728A (zh) * | 2017-04-25 | 2018-11-02 | 山西北极熊环境科技有限公司 | 分子高能增强模块 |
-
2008
- 2008-06-17 CN CN2008100585433A patent/CN101328590B/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2011093229A1 (ja) * | 2010-01-27 | 2013-06-06 | 勝 中原 | ギ酸の製造方法 |
| WO2011093229A1 (ja) * | 2010-01-27 | 2011-08-04 | Nakahara Masaru | ギ酸の製造方法 |
| US8519013B2 (en) | 2010-01-27 | 2013-08-27 | Masaru Nakahara | Method for producing formic acid |
| CN102190573B (zh) * | 2011-03-30 | 2013-11-27 | 昆明理工大学 | 一种电化学催化还原二氧化碳制备甲酸的方法 |
| CN102190573A (zh) * | 2011-03-30 | 2011-09-21 | 昆明理工大学 | 一种电化学催化还原二氧化碳制备甲酸的方法 |
| CN103649374A (zh) * | 2011-07-06 | 2014-03-19 | 液体光有限公司 | 二氧化碳还原生成羧酸、乙二醇和羧酸盐 |
| CN102605385A (zh) * | 2012-01-13 | 2012-07-25 | 天津理工大学 | 一种光电催化还原二氧化碳制备甲醇的方法 |
| CN104619886A (zh) * | 2012-09-14 | 2015-05-13 | 液体光有限公司 | 二氧化碳电化学还原的方法和高表面积电极 |
| CN104619886B (zh) * | 2012-09-14 | 2019-02-12 | 阿凡田知识中心有限公司 | 二氧化碳电化学还原的方法和高表面积电极 |
| CN103205773A (zh) * | 2013-03-25 | 2013-07-17 | 华东师范大学 | 一种电化学还原co2合成小分子醇类化合物的方法 |
| CN103205773B (zh) * | 2013-03-25 | 2015-11-18 | 华东师范大学 | 一种电化学还原co2合成小分子醇类化合物的方法 |
| CN106245053A (zh) * | 2016-08-26 | 2016-12-21 | 华南理工大学 | 由二氧化碳、芳香肼与多聚甲醛电合成1,3,4‑噁二唑‑2(3h)‑酮衍生物的方法 |
| CN106245053B (zh) * | 2016-08-26 | 2018-06-22 | 华南理工大学 | 由二氧化碳、芳香肼与多聚甲醛电合成1,3,4-噁二唑-2(3h)-酮衍生物的方法 |
| CN108736728A (zh) * | 2017-04-25 | 2018-11-02 | 山西北极熊环境科技有限公司 | 分子高能增强模块 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN101328590B (zh) | 2011-03-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101328590B (zh) | 一种将二氧化碳转化为有机化合物的方法 | |
| CN101649465B (zh) | 一种基于双极膜技术同时制备糠醇和糠酸的方法 | |
| Shi et al. | A novel electrolysis cell for CO2 reduction to CO in ionic liquid/organic solvent electrolyte | |
| CN103668311B (zh) | 用于电催化还原co2至甲酸的催化电极、应用及电催化还原二氧化碳至甲酸的方法 | |
| CN102181876A (zh) | 一种电化学催化还原二氧化碳制备一氧化碳的方法与装置 | |
| KR101451630B1 (ko) | 이산화탄소 환원방법 및 이를 이용한 이산화탄소 환원장치 | |
| CN111909736B (zh) | 一种生物油电化学提质方法 | |
| CN105420751A (zh) | 一种电化学还原二氧化碳制备碳氢化合物的方法 | |
| Kaneco et al. | High efficiency electrochemical CO2-to-methane conversion method using methanol with lithium supporting electrolytes | |
| CN110205645A (zh) | 5-羟甲基糠醛电氧化为阳极反应的全水解装置及反应方法 | |
| KR101468782B1 (ko) | 이산화탄소 환원방법 및 이를 이용한 무격막형 이산화탄소 환원장치 | |
| US10450663B2 (en) | Electrochemical catalyst for conversion of nitrogen gas to ammonia | |
| CN109536984A (zh) | 一种有机物电解制氢系统 | |
| Hunsom et al. | Product distribution of electrochemical conversion of glycerol via Pt electrode: Effect of initial pH | |
| CN103436910B (zh) | 一种葡萄糖酸及葡萄糖二酸的制备方法 | |
| Chen et al. | Coal-assisted water electrolysis for hydrogen production: Evolution of carbon structure in different-rank coal | |
| CN101275233B (zh) | 一种采用醇类为原料的制氢方法 | |
| Li et al. | Extracellular electron transfer across bio-nano interfaces for CO 2 electroreduction | |
| CN112121785A (zh) | 铅纳米片-石墨烯二维复合物及其制备方法和应用 | |
| Chu et al. | Biohybrid CO2 electrolysis under external mode: using pure formic acid extracted from CO2 electroreduction for diverse microbial conversion | |
| CN101748424A (zh) | 甲基磺酰氟ch3so2f电化学氟化制备三氟甲基磺酰氟cf3so2f的方法 | |
| CN114592204A (zh) | 一种用于糠醛和5-羟甲基糠醛电氧化的装置及方法 | |
| CN110016684B (zh) | 一种由氨基酸电解制备烯胺的方法 | |
| Guima et al. | Exploring liquid oxidants and metal‐free cathode for enhanced performance in a reusable 3D‐printed glycerol microfluidic fuel cell | |
| CN107794549A (zh) | 一种醚类的制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20110323 Termination date: 20130617 |