一种实现NO高浓度输出的电解液、采用其的电解池及电解方法技术

本发明专利技术提供了一种实现NO高浓度输出的电解液、采用其的电解池及电解方法，所述的电解液包括缓冲液、氮源和催化剂，其中，所述的催化剂包括金属基络合物；所述的金属基络合物的中心原子为金属基原子，所述的金属基络合物的配体为含氮多位点配体。本发明专利技术提供了一种实现NO高浓度输出的电解液，通过在电解液中加入金属基络合物类催化剂能有效提高电解产生的NO浓度，且产生的气体中无二氧化氮等其他副产物。且产生的气体中无二氧化氮等其他副产物。且产生的气体中无二氧化氮等其他副产物。

【技术实现步骤摘要】
一种实现NO高浓度输出的电解液、采用其的电解池及电解方法


[0001]本专利技术属于气体生成
，涉及一种实现NO高浓度输出的电解液、采用其的电解池及电解方法。

技术介绍

[0002]NO是具有高度反应性的自由基，在体内广泛存在，是一种重要的细胞内信号转导分子，在细胞多种功能中起作用。NO主要通过提高环一磷酸鸟苷水平来实现其生物学功能。扩张血管就是通过NO/cGMP通路来实现的。
[0003]NO在机体各系统中发挥着至关重要的作用，例如：在神经系统中，血管内皮细胞能经常释放NO，NO通过激活血管平滑肌内可溶性鸟苷酸环化酶(sGC)合成cGMP，使游离的钙离子浓度下降，从而使血管舒张，通过调节血管的张力来调节血压和血流。在消化系统中，NO作为内源性舒血管物质可调节胃、小肠粘膜的血流量，维持粘膜血管的完整性，外源性NO可减轻酒精诱发的出血性胃粘膜损伤。在呼吸系统中，NO是人类气道系统唯一具有扩张性神经作用的非肾上腺能、非胆碱能神经介质。近年认为支气管哮喘是一种炎症，由于炎症造成氧自由基增加，消耗NO，使支气管平滑肌舒张受限，引起气道痉挛而哮喘发作。在免疫系统中，NO是免疫系统对付细菌、病毒、肿瘤细胞等病原体的有效武器。研究表明，当体内内毒素或T细胞激活巨噬细胞和多形核白细胞时，能产生大量的iNOS和O2‑
，同时吞噬细胞呼吸爆发产生大量的O2‑
，NO与其快速反应生成ONOO
‑
，能杀死多种病原体而保护机体。
[0004]目前NO的工艺制备方法主要包括：(1)合成法：将氮与氧混合气体通过电弧，在4000摄氏度直接化合成一氧化氮；(2)催化氧化法：在钯或铂催化剂存在的条件下，氨在氧气或空气中燃烧生产气体一氧化氮，经精制、压缩等工序后，制得一氧化氮产品；(3)热解法：加热分解亚硝酸或亚硝酸盐，获得气体经精制，压缩等工序，即制得一氧化氮产品；(4)酸解法：亚硝酸钠与稀硫酸反应制取粗一氧化氮，再经碱洗、分离、精制、压缩，可制得99.5％的纯一氧化氮。
[0005]CN103255431B公开了一种间接电解制备N2O3或NO2与NO的混合气体的方法，所述方法包括如下步骤：(1)在电解槽反应器中加入铜粉末和质量浓度在30％以上的浓硝酸，充分反应生成NO2气体和硝酸铜；(2)将步骤(1)生成的部分NO2气体用5～15wt％硝酸溶液吸收，反应生成NO气体；将步骤(1)生成的未被吸收的NO2气体与反应生成的NO气体按照摩尔比1:1混合，经冷冻加压生成液态的N2O3；或室温加压成NO2与NO体积比为1:1的混合气体；(3)将步骤(1)反应获得的含Cu(NO3)2和HNO3的反应母液留在电解槽反应器中作为电解液，解沉积得到铜；然后切断电源，补充发烟硝酸到反应母液中直至硝酸浓度在30％以上，进行步骤(1)所述反应。
[0006]CN206731078U公开了一种用于生产实验室级别的NO气体发生器，包括反应釜本体和水浴冷却管；反应釜本体为一个密封玻璃容器，在容器上方设有硫酸液体入口、亚硝酸钠液体入口以及一个连接水浴冷却管的接口；水浴冷却管设有气体输出管路，在气体输出管
路的外壁设有冷却管，冷却管上设有冷却水的入口和出口；反应釜内通入硫酸和硝酸钠溶液制得NO气体，通过水浴冷却管内的气体输出管路输出。通过连续添加反应溶液，配合使用柔性缓冲气囊，可以实现NO的连续制备，避免NO在存储过程中易变质不易存储的弊端。
[0007]但目前的NO发生器体积较大，操作繁琐，因此亟需设计一种新型的NO发生器。

技术实现思路

[0008]针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种实现NO高浓度输出的电解液、采用其的电解池及电解方法，本专利技术提供了一种实现NO高浓度输出的电解液，通过在电解液中加入金属基络合物类催化剂能有效提高电解产生的NO浓度，且产生的气体中无二氧化氮等其他副产物。
[0009]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0010]第一方面，本专利技术提供了一种实现NO高浓度输出的电解液，所述的电解液包括缓冲液、氮源和催化剂，其中，所述的催化剂包括金属基络合物；所述的金属基络合物的中心原子为金属基原子，所述的金属基络合物的配体为含氮多位点配体。
[0011]本专利技术提供了一种实现NO高浓度输出的电解液，通过在电解液中加入金属基络合物类催化剂能有效提高电解产生的NO浓度，且产生的气体中无二氧化氮等其他副产物。相关反应如下：
[0012]M(高价)(L)+e
‑
→
M(低价)(L)
[0013][0014]注：M为铜、铁、钛、铬、锰、钴或镍中的一种或至少两种。
[0015]作为本专利技术一种优选的技术方案，所述的缓冲液包括4
‑
羟乙基哌嗪乙硫磺酸缓冲液、3
‑
吗啉丙磺酸缓冲液、三羟甲基氨基甲烷、柠檬酸盐缓冲液、磷酸盐缓冲液、硼酸
‑
硼砂缓冲液或有机缓冲液中的一种或至少两种的组合。
[0016]优选地，所述的缓冲液在电解液中的摩尔浓度为0.01～3mol/L，例如可以是0.01mol/L、0.5mol/L、1mol/L、1.5mol/L、2mol/L、2.5mol/L或3mol/L，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0017]作为本专利技术一种优选的技术方案，所述的氮源包括亚硝酸盐。
[0018]优选地，所述的亚硝酸盐包括无机亚硝酸盐和/或有机亚硝酸盐。
[0019]优选地，所述的氮源在电解液中的摩尔浓度为0.01～5mol/L，例如可以是0.01mol/L、0.5mol/L、1mol/L、1.5mol/L、2mol/L、2.5mol/L、3mol/L、3.5mol/L、4mol/L、4.5mol/L或5mol/L，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0020]优选地，所述的金属基原子包括铜、铁、钛、铬、锰、钴或镍中的一种或至少两种的组合。
[0021]优选地，所述的含氮多位点配体包括三(2
‑
吡啶基甲基)胺、1，4，7
‑
三氮杂环壬烷、1，4，7
‑
三甲基
‑
1，4，7
‑
三氮杂环壬烷、三(2
‑
氨基乙基)胺、三(2
‑
二甲氨基乙基)或二(2
‑
氨甲基吡啶)
‑
丙酸中的一种或至少两种的组合。
[0022]优选地，所述的催化剂在电解液中的摩尔浓度为1～15mmol/L，例如可以是1mmol/L、2mmol/L、3mmol/L、4mmol/L、5mmol/L、6mmol/L、7mmol、8mmol/L、9mmol/L、10mmol/L、
11mmol/L、12mmol/L、13mmol/L、14mmol/L或15mmol/L，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种实现NO高浓度输出的电解液，其特征在于，所述的电解液包括缓冲液、氮源和催化剂，其中，所述的催化剂包括金属基络合物；所述的金属基络合物的中心原子为金属基原子，所述的金属基络合物的配体为含氮多位点配体。2.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述的缓冲液包括4
‑
羟乙基哌嗪乙硫磺酸缓冲液、3
‑
吗啉丙磺酸缓冲液、三羟甲基氨基甲烷、柠檬酸盐缓冲液、磷酸盐缓冲液、硼酸
‑
硼砂缓冲液或有机缓冲液中的一种或至少两种的组合；优选地，所述的缓冲液在电解液中的摩尔浓度为0.01～3mol/L。3.根据权利要求1或2所述的电解液，其特征在于，所述的氮源包括亚硝酸盐；优选地，所述的亚硝酸盐包括无机亚硝酸盐和/或有机亚硝酸盐；优选地，所述的氮源在电解液中的摩尔浓度为0.01～5mol/L；优选地，所述的金属基原子包括铜、铁、钛、铬、锰、钴或镍中的一种或至少两种的组合；优选地，所述的含氮多位点配体包括三(2
‑
吡啶基甲基)胺、1，4，7
‑
三氮杂环壬烷、1，4，7
‑
三甲基
‑
1，4，7
‑
三氮杂环壬烷、三(2
‑
氨基乙基)胺、三(2
‑
二甲氨基乙基)或二(2
‑
氨甲基吡啶)
‑
丙酸中的一种或至少两种的组合；优选地，所述的催化剂在电解液中的摩尔浓度为1～15mmol/L。4.一种实现NO高浓度输出的电解池，其特征在于，所述的电解池包括壳体，所述壳体内注入权利要求1
‑
3任一项所述的电解液，电解液中插入两片电极板，两片电极板分别接入电源。5.根据权利要求4所述的电解池，其特征在于，所述的电解池内注入的电解液的体积为0.1～5L；优选地，两片电极板之间的水平距离为0.2～10cm；优选地，所述的电极板的...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈涛，赵杨波，陆秋仙，秦玉，
申请(专利权)人：南京诺令生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：