一种电解二氧化碳制备一氧化碳联产氯气和碳酸盐的双功能复合膜及其使用方法技术

技术编号:46616233 阅读:1 留言:0更新日期:2025-10-14 21:12
本项发明专利技术涉及一种双功能复合膜,由阳离子交换层和疏水性多孔层叠加复合而成,阳离子交换层具有选择性通过阳离子的功能,疏水性多孔层具有抑制水分子通过的功能。双功能复合膜的使用方法为:用双功能复合膜将电解池分隔成阳极室和阴极室,使阳离子交换层面向阳极室一侧,疏水性多孔层面向阴极室一侧,在阳极室中注入含有金属氯化物的水溶液,在阴极室中注入溶有二氧化碳的有机电解液,电解反应过程中,阳极电解液中的氯离子发生氧化反应,生成氯气,阴极电解液中的二氧化碳发生还原反应,生成一氧化碳和碳酸根离子,阳极电解液中的金属阳离子穿过双功能复合膜,进入阴极室中,与碳酸根结合,生成碳酸盐,所得一氧化碳、氯气用于合成光气。基于双功能复合膜构建的电解池具有结构紧凑、操作方便、易于规模化等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种双功能复合膜,用于电解二氧化碳制备一氧化碳联产氯气和碳酸盐,属于二氧化碳电还原与碳酸盐制备。


技术介绍

1、自工业革命以来,化石燃料的大量消耗导致全球二氧化碳排放持续上升,加剧了全球气候变暖。利用可再生能源将二氧化碳电还原为增值化学品,是一种绿色可持续的碳资源利用途径,能够协同解决碳减排、能源转换和污染控制等重要问题。二氧化碳可以被电还原成多种化学品,其中一氧化碳因附加值高、电还原路径简单以及在合成化学中的广泛应用而备受关注。目前,将二氧化碳电还原为一氧化碳的反应装置主要有h-型电解池、气体扩散电极电解池和固体氧化物电解池三种,分别存在二氧化碳电还原效率低、电解池性能不稳定和能耗过高等缺点,难以满足工业化应用的要求。

2、电化学隔膜在二氧化碳电还原研究中被广泛应用,是构成电解池体系的核心构件,对二氧化碳电还原反应具有至关重要的影响作用。在二氧化碳电还原研究领域,常用的电化学隔膜主要有四种:阳离子交换膜、阴离子交换膜、多孔膜和双极膜,但到目前为止,尚无任何一种电化学隔膜能够实现大规模工业化应用。因此,研发新型电化学隔膜,用以构建本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种电解二氧化碳制备一氧化碳联产氯气和碳酸盐的双功能复合膜及其使用方法,其特征在于:所述双功能复合膜由阳离子交换层和疏水性多孔层叠加复合而成,阳离子交换层具有选择性通过阳离子的功能,疏水性多孔层具有抑制水分子通过的功能,两种功能层通过热压复合、溶液浇铸、界面嫁接交联、静电层自组装、共混拉膜、复合拉膜或原位聚合等方法制备成一体化双功能复合膜。

2.根据权利要求1所述的电解二氧化碳制备一氧化碳联产氯气和碳酸盐的双功能复合膜及其使用方法,其特征在于:所述双功能复合膜的阳离子交换层为聚苯乙烯磺酸层、磺化聚乙烯层、磺化聚醚醚酮层、磺化聚偏氟乙烯层、全氟磺酸型阳离子交换层,以及磺化聚...

【技术特征摘要】

1.一种电解二氧化碳制备一氧化碳联产氯气和碳酸盐的双功能复合膜及其使用方法,其特征在于:所述双功能复合膜由阳离子交换层和疏水性多孔层叠加复合而成,阳离子交换层具有选择性通过阳离子的功能,疏水性多孔层具有抑制水分子通过的功能,两种功能层通过热压复合、溶液浇铸、界面嫁接交联、静电层自组装、共混拉膜、复合拉膜或原位聚合等方法制备成一体化双功能复合膜。

2.根据权利要求1所述的电解二氧化碳制备一氧化碳联产氯气和碳酸盐的双功能复合膜及其使用方法,其特征在于:所述双功能复合膜的阳离子交换层为聚苯乙烯磺酸层、磺化聚乙烯层、磺化聚醚醚酮层、磺化聚偏氟乙烯层、全氟磺酸型阳离子交换层,以及磺化聚苯并咪唑、磺化聚砜、磺化聚芳醚砜、磺化聚芳醚酮和壳聚糖改性层中的一种,所述阳离子交换层的厚度为20~200微米。

3.根据权利要求1所述的电解二氧化碳制备一氧化碳联产氯气和碳酸盐的双功能复合膜及其使用方法,其特征在于:所述双功能复合膜的疏水性多孔层为聚四氟乙烯多孔层、聚乙烯多孔层、聚偏氟乙烯多孔层、聚丙烯多孔层、聚砜多孔层、聚酰亚胺多孔层或聚醚酰亚胺多孔层中的一种,所述疏水性多孔层的厚度为10~200微米。

4.根据权利要求1所述的电解二氧化碳制备一氧化碳联产氯气和碳酸盐的双功能复合膜及其使用方法,其特征在于:利用双功能复合膜将电解池分隔成阴极室和阳极室,其中阳离子交换层面向阳极室一侧,疏水性多孔层面向阴极室一侧,在阳极室中注入含有金属氯化物的水溶液,阴极室中注入溶有二氧化碳的有机电解液,电解反应过程中,阳极室中的氯离子发生氧化反应,生成氯气,阴极室中的二氧化碳发生还原反应,生成一氧化碳和碳酸根离子,阳极室中的金属阳离子...

【专利技术属性】
技术研发人员:施锦吴帅缪师鹏陈天友
申请(专利权)人:昆明理工大学
类型:发明
国别省市:

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1