[發明專利]一種生物油電化學提質方法

有效

• 申請號: 202010745400.0
• 申請日: 2020-07-29
• 公開（公告）號: CN111909736B
• 公開（公告）日: 2023-03-14
• 發明（設計）人: 汪一;鄧偉;熊哲;汪雪棚;彭丹;陳元靜;向軍;胡松;蘇勝;江龍
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: C11B3/00
• 分類號: C11B3/00;C10L1/02
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 尚威;李智

1.一種生物油電化學提質方法，其特征在于，包括以下步驟：

(a)將生物油、有機溶劑和支持電解質三者混合，混合得到的液體作為陰極液備用；其中，所述支持電解質用以提高電導率；所述有機溶劑為醇類溶劑，所述陰極液中生物油組分與醇類溶劑組分的質量比滿足9:1-4:1；醇類溶劑的種類根據生物油中所含醇類組分確定，選擇添加生物油中本身含有的醇類溶劑；

(b)準備濃度為0.2-1.0mol/L的酸溶液作為陽極液備用；

(c)采用所述陰極液和所述陽極液組建電化學反應器，向所述陰極液中插入工作電極，所述陽極液中插入陽極電極，所述陰極液與所述陽極液之間通過2個離子交換膜相隔，并能夠形成電流回路；

所述電化學反應器是基于雙膜三室電解池；其中，所述陰極液和所述陽極液分別位于該雙膜三室電解池的兩側，通過中間室相連；所述陰極液通過陰離子交換膜與所述中間室相隔，所述陽極液通過陽離子交換膜與所述中間室相隔；

(d)在所述陰極液一側通入保護性氣體后，通過所述工作電極和所述陽極電極通入電流以進行電化學反應；所述電化學反應是在20～60℃的溫度下，在50-200mA電流條件下反應2-8h，電化學反應過程中，會發生生物油組分分子內C-O化學鍵的斷裂、苯環加氫以及酸醇酯化反應，由此即可實現生物油電化學提質；其中，所述保護性氣體為惰性氣體。

2.如權利要求1所述生物油電化學提質方法，其特征在于，所述步驟(a)中，所述生物油是由農林廢棄物生物質在不低于500℃的高溫下熱解后經過冷凝直接得到的；

所述農林廢棄物生物質為稻殼、秸稈、食用菌基質、林木枝椏或樹皮。

3.如權利要求1所述生物油電化學提質方法，其特征在于，所述步驟(a)中，所述有機溶劑為甲醇、乙醇、正丙醇或異丙醇的一種或多種。

4.如權利要求1所述生物油電化學提質方法，其特征在于，所述步驟(a)中，所述支持電解質為LiCl、Bu₄NPF₆或Bu₄NBF₄，所述支持電解質在所述陰極液中的濃度為0.1-0.2mol/L。

5.如權利要求1所述生物油電化學提質方法，其特征在于，所述步驟(b)中，所述酸為硫酸、鹽酸、高氯酸或磷酸。

6.如權利要求1所述生物油電化學提質方法，其特征在于，所述步驟(c)中，所述電化學反應器是基于H型電解池，所述陰極液和所述陽極液分別位于該H型電解池的兩側，中間通過陽離子交換膜隔開。

7.如權利要求1所述生物油電化學提質方法，其特征在于，所述步驟(c)中，所述陽極電極為鉑電極、釕電極、鈀電極、或鎳電極；

所述工作電極為金屬材料電極或金屬材料修飾電極；其中，所述金屬材料電極選自鎳電極、釕電極、鈀電極、鉑電極、銅電極、金電極、不銹鋼電極；所述金屬材料修飾電極是利用金屬材料處理基底材料得到的，所述基底材料選自碳纖維布、活性炭布、玻璃碳纖維紙、碳紙、石墨片、泡沫鎳，所述金屬材料為鐵、鎳、釕、鈀、或鉑元素的鹽。

8.如權利要求7所述生物油電化學提質方法，其特征在于，所述金屬材料為Fe(NO₃)₃、Ni(NO₃)₂、Ru(NH₃)₆Cl₃、Pd(NO₃)₂或H₂PtCl₆。

9.如權利要求7所述生物油電化學提質方法，其特征在于，所述金屬材料修飾電極是通過浸漬法、電鍍法或水熱法處理得到的。

10.如權利要求1所述生物油電化學提質方法，其特征在于，所述惰性氣體為氮氣、氬氣或氦氣。