[發(fā)明專利]由碳氫化合物制備醇的方法和裝置

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201880089132.2
• 申請日: 2018-07-09
• 公開（公告）號: CN111712592A
• 公開（公告）日: 2020-09-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: K·A·H·阿波-哈希馬
• 申請（專利權(quán)）人: 特拉內(nèi)爾有限公司
• 主分類號: C25B3/02
• 分類號: C25B3/02;C07C29/48;B01J37/02;B01J29/072;B01J35/00;B01J29/46
• 代理公司: 北京匯知杰知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11587
• 代理人: 楊巍;柴春玲

1.一種將甲烷轉(zhuǎn)化為甲醇的方法，包括以下步驟：

-提供一種結(jié)構(gòu)，所述結(jié)構(gòu)包括：

具有背面和正面的多層陰極，所述陰極包括從所述背面到所述正面按以下順序的以下層：導(dǎo)電金屬層、寬帶隙層、陰極導(dǎo)電層、可選的絕緣體層以及包含催化過渡金屬中心的多孔支撐層；

與所述陰極正面相距一個距離并朝向所述陰極正面的陽極；

導(dǎo)電連接到所述陰極導(dǎo)電層的第一節(jié)點和導(dǎo)電連接到所述陽極的第二節(jié)點；

-向所述第一節(jié)點施加第一偏置電壓，向所述第二節(jié)點施加第二偏置電壓，以產(chǎn)生熱電子；

-將所述熱電子引向所述多孔支撐物；

-將包含甲烷的料流輸送至所述多孔支撐物，以及

-從離開所述多孔支撐物的料流中回收甲醇。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述結(jié)構(gòu)包括另外的電路，所述電路包括與所述背面導(dǎo)電金屬層導(dǎo)電連接的節(jié)點，并且向所述節(jié)點施加負偏置電壓，從而導(dǎo)致空穴的穿梭，其中所述負偏置電壓由負端連接到所述背面導(dǎo)電金屬層且正端連接到地電位或陽極的電壓源提供。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中所述催化過渡金屬中心中的金屬為Fe、Cu或其混合物，并且其中所述中心中的過渡金屬原子在操作期間通過氧原子成對橋接。

4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中所述導(dǎo)電金屬層是鋁層。

5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中所述寬帶隙層是NiO_x層。

6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中所述陰極導(dǎo)電層是硅層或鋁層。

7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中所述可選的絕緣體層是二氧化硅層或氧化鋁層。

8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中所述多孔支撐材料層是沸石層。

9.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項所述的方法，其中所述多孔支撐材料層包括選自碳納米管、石墨烯和富勒烯的至少一種材料。

10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中未反應(yīng)的碳氫化合物從離開所述多孔支撐物的料流中回收，并再循環(huán)到輸送至所述多孔支撐物的料流中。

11.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中所述結(jié)構(gòu)還包括至少一個與所述陰極導(dǎo)電連接的陰極端子和至少一個與所述陽極導(dǎo)電連接的陽極端子。

12.一種將甲烷轉(zhuǎn)化為甲醇的裝置，包括：

-具有背面和正面的多層陰極，所述陰極包括從所述背面到所述正面按以下順序的以下層：導(dǎo)電金屬層、寬帶隙層、陰極導(dǎo)電層、可選的絕緣體層以及包含催化過渡金屬中心的多孔支撐層；

-與所述陰極正面相距一個距離并朝向所述陰極正面的陽極；

-用于將包含碳氫化合物的料流輸送至所述多孔支撐物的裝置；

-用于從離開所述多孔支撐物的料流中回收產(chǎn)品的裝置。

13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的裝置，還包括電路，所述電路包括至少一個與所述陰極導(dǎo)電層導(dǎo)電連接的陰極端子和至少一個與所述陽極導(dǎo)電連接的陽極端子。

14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置，還包括另外的電路，所述另外的電路包括與所述導(dǎo)電金屬層導(dǎo)電連接的節(jié)點。

15.根據(jù)權(quán)利要求12至14中任一項所述的裝置，其中所述催化過渡金屬中心中的金屬是Fe、Cu或其混合物，并且其中所述中心的過渡金屬原子通過氧原子成對橋接。

16.根據(jù)權(quán)利要求12至15中任一項所述的裝置，其中所述導(dǎo)電金屬層是鋁層。