[發明專利]一種有機醇脫氫反應制備有機酸的方法、有機醇脫氫反應熱力學可控調節的方法

在審

• 申請號: 201811325516.8
• 申請日: 2018-11-08
• 公開（公告）號: CN111153788A
• 公開（公告）日: 2020-05-15
• 發明（設計）人: 何騰;陳萍
• 申請（專利權）人: 中國科學院大連化學物理研究所
• 主分類號: C07C51/41
• 分類號: C07C51/41;C07C53/06;C07C55/07;C07C55/10
• 代理公司: 北京元周律知識產權代理有限公司 11540
• 代理人: 楊曉云

本申請公開了一種有機醇脫氫反應制備有機酸的方法以及有機醇脫氫反應熱力學可控調節的方法；其中，所述制備有機酸的方法包括：獲得堿的堿性pK_b與反應的熱力學參數的關聯關系；根據所述關聯關系以及目標熱力學參數，選擇堿，進行目標反應；其中，所述反應在堿的存在下進行。本申請中所述方法依據堿性與反應吉布斯自由能變的線性關系，可控的調節上述反應的吉布斯自由能變，從而控制反應的進程；可以應用于可逆液態有機儲氫材料體系。

技術領域

本申請涉及一種有機醇脫氫反應制備有機酸的方法、有機醇脫氫反應熱力學可控調節的方法，屬于催化脫氫領域。

背景技術

化學儲氫方式主要分為無機氫化物和有機氫化物儲氫，無機氫化物儲氫材料包含金屬氫化物、復合氫化物、化學氫化物等。金屬氫化物熱力學、動力學性能良好，安全性強，但是具有氫質量能量密度低的缺點。復合氫化物儲氫量高，但動力學和熱力學較差，不適合實際應用。化學氫化物雖然具有較高的儲氫容量，但是它是一類不可逆的儲氫材料，同樣不適合車載或大規模利用。有機氫化物儲氫，主要是液態有機物儲氫，其儲氫量較高(可以達到6％-8％)，性能穩定，安全性高，可以直接利用現有的汽油輸送方式和加油站構架，在工程方面節約了很多資源，而且液態有機物儲氫更適合大規模和長距離運輸氫。但是液態有機氫化物脫氫焓值很高，因此需要在較高的溫度下脫氫，同樣不適于實際應用。因此開發新型的液態有機儲氫體系是解決儲氫難題的有效途徑之一。

有機酸加氫反應人們研究的很多，目前已經有工業化裝置進行有機酸加氫制備有機醇。但是其逆反應有機醇脫氫為強吸熱反應，需要較高的脫氫溫度，熱力學并不理想，因此該反應作為循環儲氫體系并沒有受到人們的重視，且現有研究涉及的技術中脫氫反應不適合作為儲氫體系。

發明內容

根據本申請的一個方面，提供了一種有機醇脫氫反應制備有機酸的方法，該方法通過堿性與熱力學的線性關系，作為調變有機醇脫氫反應熱力學參數的有效參考，可以可控的調節其熱力學數據，實現有機醇的溫和條件下脫氫。

本申請中選擇具有不同堿性的堿同酸進行反應，可以有效地調節甲醇 -甲酸體系反應的熱力學性能。而最終的目標是利用合適的堿將該脫氫反應的吉布斯自由能變優化到零左右這樣可以在理論上實現溫和條件下加氫- 脫氫循環，從而提高儲放氫循環效率。

所述有機醇脫氫反應制備有機酸的方法，其特征在于，包括：

(1)獲得堿的堿性pK_b與反應的熱力學參數的關聯關系；

(2)根據所述關聯關系以及目標熱力學參數，選擇堿，進行目標反應；

其中，所述反應在堿的存在下進行。

可選地，所述熱力學參數為反應的吉布斯自由能變；

所述pK_b與吉布斯自由能變之間為線性關系。

可選地，根據所述關聯關系選擇堿以獲得/調節反應方向。

可選地，所述堿主要包括有機堿、無機堿等。

可選地，所述堿選自有機堿、無機堿中的至少一種。

可選地，所述反應包括：將含有有機醇的溶液在催化劑以及堿存在的條件下，反應，獲得有機酸。

可選地，所述反應如式R1所示：

RCH₂OH+H₂O＝RCOOH+2H₂ 式R1。

可選地，所述有機醇包括一元醇、二元醇、多元醇等，優選甲醇、乙醇、丙醇、乙二醇、丙二醇、丙三醇、丁二醇等。

可選地，所述有機醇包括甲醇、乙醇、丙醇、乙二醇、丙二醇、丙三醇、丁二醇中的一種。