【技术实现步骤摘要】
本申请涉及电化学，具体而言，涉及一种电解液及其在有机液态储氢中的应用。
技术介绍
1、有机液态储氢技术是利用含有不饱和键的有机物作为储氢载体，在催化剂作用下不饱和芳香族化合物与氢气发生可逆反应，实现氢气的存储和运输。目前常规不饱和芳香族化合物加氢采用热化学的方式，但其能耗高。由于电化学加氢具有更低的反应能垒及更温和的反应条件，因此采用电化学加氢更受关注。
2、在电化学催化加氢时，需要在阴极电解液中添加不饱和芳香族化合物作为有机底物，然而有机底物在水相中难以溶解，导致加氢效率极低。一方面，在有关报道中添加甲醇、乙醇或其他更复杂的助溶组分，来促进有机底物溶解；另一方面，现有的电化学加氢用电解液通常是在酸性或碱性条件下以性能为导向进行优化，并且还处于实验室阶段。这导致助溶组分与有机底物难以分离且后处理复杂，不利于产业化推进。
技术实现思路
1、为解决上述问题，本申请提供一种电解液及其在有机液态储氢中的应用，该电解液成分简单，价格低廉，反应后容易分离，且电解液作为电介质应用于有机液态储氢中时，能够促进有机液体溶解于水相溶液中，增大有机相与催化剂的接触面积，进而提高有机相在中性环境下的加氢反应效率。
2、第一方面，本申请提供一种电解液，所述电解液中阴极电解液由ph为6.8～7.8的pbs缓冲液和相转移助剂组成；
3、所述相转移助剂包括十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基硫酸钠或四丁基溴化铵。
4、可选地，所述pbs缓冲液为去离子水、na2hpo4、k
5、可选地，所述电解液中阳极电解液包括硫酸溶液和/或去离子水。
6、可选地，所述硫酸溶液的浓度为0.1mol/l～0.5mol/l。
7、第二方面，本申请提供一种电解液在有机液态储氢中的应用，所述电解液作为电介质应用于有机液态加氢反应中，所述不饱和芳香族化合物与所述氢质子反应，得到富氢有机液体。
8、可选地，所述不饱和芳香族化合物包括：甲苯、二苄基甲苯、n-乙基咔唑、苄基甲苯、3-甲基吲哚、7-甲基吲哚、环戊并吡嗪、咔唑、n-甲基吲哚、n-乙基吲哚、吡嗪、2,3-二甲基吡嗪、2,5-二甲基吡嗪、2-甲基吡嗪、哒嗪、吡啶和3-甲基吡啶中的一种或多种。
9、可选地，所述相转移助剂和所述不饱和芳香族化合物的摩尔比为0.5：1至5：1。
10、可选地，所述不饱和芳香族化合物的摩尔量为0.1mmol～5mmol。
11、可选地，所述不饱和芳香族化合物加氢反应用的加氢反应器包括：h型可换膜电解池(1)或pem(2)。
12、其中，所述h型可换膜电解池(1)包括阴极室(11)、阳极室(12)和质子交换膜(13)；
13、所述pem(2)包括阳极极板(21)、阳极气体扩散层(22)、加氢催化剂层(23)、阴极极板(25)、阴极气体扩散层(26)和阴极催化剂层(27)和质子交换膜(13)。
14、可选地，所述电解液作为电介质，应用于不饱和芳香族化合物加氢反应中，包括：
15、当所述加氢反应器为h型可换膜电解池(1)时，取适量硫酸溶液组成阳极电解液，取适量所述pbs缓冲液和所述相转移助剂，混合得到所述阴极电解液；
16、将加氢催化剂和添加剂混合，制成催化浆料，用所述催化浆料浸渍泡沫金属，所得泡沫金属电极与参比电极插入所述阴极电解液中，将铂电极插入阳极电解液中，将所述不饱和芳香族化合物加入所述阴极电解液中，形成电解体系，对所述电解体系进行活化处理；
17、活化完成后，采用恒电流进行电解反应，对所述不饱和芳香族化合物进行加氢，反应得到富氢有机液体。
18、可选地，所述电解液作为电介质，应用于不饱和芳香族化合物加氢反应中，包括：
19、当所述加氢反应器为pem(2)时，取去离子水组成阳极电解液，取适量所述pbs缓冲液和所述相转移助剂，混合得到所述阴极电解液；
20、将加氢催化剂和添加剂混合，制成加氢催化浆料，用所述催化浆料制备加氢催化剂层(23)；
21、向所述pem(2)中的阳极输入所述阳极电解液，向所述pem(2)中的阴极输入所述阴极电解液，并加入所述不饱和芳香族化合物，形成电解体系，对所述电解体系进行活化处理；
22、活化完成后，采用恒电流进行电解反应，对所述不饱和芳香族化合物进行加氢，反应得到富氢有机液体。
23、可选地，对电解体系进行活化处理包括：对电解体系依次采用循环伏安扫描法和线性伏安扫描测试法进行活化处理；
24、活化后的所述电解体系在-30ma/cm-2～-70ma/cm-2的电流密度下进行恒电流电解反应，反应得到所述富氢有机液体。
25、综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
26、1、本申请提供一种电解液，该电解液中的阴极电解液包括pbs缓冲液和相转移助剂，通过添加pbs缓冲液提供中性电解环境，pbs缓冲液价格低廉、来源广泛、环境友好，且无需后处理；但中性条件下质子供体少，因此通过添加相转移助剂改善质子供体少的问题，相转移助剂的分子中带有不同的亲水基和疏水基，这种两亲结构的分子使其具有显著的增溶作用，能够有效地将不溶于水或难溶于水的有机液体成分溶解在水相溶液中，从而提高底物溶解度，可让反应期间生成的产物很快进入到含缓冲溶液的水相中，以增加质子供体量，并解决有机液在中性电解液介质中溶解度差的问题。
27、2、本申请提供一种电解液在有机液态储氢中的应用，在进行加氢反应时，阴极电解液中的相转移助剂促进不饱和芳香族化合物与水相电解液相连，进一步提升有机液在电解液中的溶解度，增大有机液与催化剂的接触面积，实现有机液在电解质中的均相高效溶解；该方法用的原料无毒无害，对环境友好，且价格低廉、反应步骤简单、反应时间短，大大提高加氢转化率，反应后，相转移助剂能够随水相溶液一同排出，解决了反应后难以分离和提取的问题。
28、为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
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1.一种电解液，其特征在于，所述电解液中阴极电解液由pH为6.8～7.8的PBS缓冲液和相转移助剂组成；
2.根据权利要求1所述电解液，其特征在于，所述PBS缓冲液为去离子水、Na2HPO4、KH2PO4、NaCl和KCl。
3.根据权利要求1所述电解液，其特征在于，所述电解液中阳极电解液包括硫酸溶液和/或去离子水。
4.根据权利要求3所述电解液，其特征在于，所述硫酸溶液的浓度为0.1mol/L～0.5mol/L。
5.一种权利要求1～4任一项所述电解液在有机液态储氢中的应用，其特征在于，所述电解液作为电介质应用于有机液态加氢反应中，所述不饱和芳香族化合物与氢质子反应，得到富氢有机液体。
6.根据权利要求5所述电解液在有机液态储氢中的应用，其特征在于，所述不饱和芳香族化合物包括：甲苯、二苄基甲苯、N-乙基咔唑、苄基甲苯、3-甲基吲哚、7-甲基吲哚、环戊并吡嗪、咔唑、N-甲基吲哚、N-乙基吲哚、吡嗪、2,3-二甲基吡嗪、2,5-二甲基吡嗪、2-甲基吡嗪、哒嗪、吡啶和3-甲基吡啶中的一种或多种。
7.根据权利要求
8.根据权利要求5所述电解液在有机液态储氢中的应用，其特征在于，所述不饱和芳香族化合物的摩尔量为0.1mmol～5mmol。
9.根据权利要求5所述电解液在有机液态储氢中的应用，其特征在于，所述不饱和芳香族化合物加氢反应用的加氢反应器包括：H型可换膜电解池(1)或PEM(2)；
10.根据权利要求9所述电解液在有机液态储氢中的应用，其特征在于，所述电解液作为电介质，应用于不饱和芳香族化合物加氢反应中，包括：
11.根据权利要求9所述电解液在有机液态储氢中的应用，其特征在于，所述电解液作为电介质，应用于不饱和芳香族化合物加氢反应中，包括：
12.根据权利要求10或11所述电解液在有机液态储氢中的应用，其特征在于，对电解体系进行活化处理包括：对电解体系依次采用循环伏安扫描法和线性伏安扫描测试法进行活化处理；
...【技术特征摘要】
1.一种电解液，其特征在于，所述电解液中阴极电解液由ph为6.8～7.8的pbs缓冲液和相转移助剂组成；
2.根据权利要求1所述电解液，其特征在于，所述pbs缓冲液为去离子水、na2hpo4、kh2po4、nacl和kcl。
3.根据权利要求1所述电解液，其特征在于，所述电解液中阳极电解液包括硫酸溶液和/或去离子水。
4.根据权利要求3所述电解液，其特征在于，所述硫酸溶液的浓度为0.1mol/l～0.5mol/l。
5.一种权利要求1～4任一项所述电解液在有机液态储氢中的应用，其特征在于，所述电解液作为电介质应用于有机液态加氢反应中，所述不饱和芳香族化合物与氢质子反应，得到富氢有机液体。
6.根据权利要求5所述电解液在有机液态储氢中的应用，其特征在于，所述不饱和芳香族化合物包括：甲苯、二苄基甲苯、n-乙基咔唑、苄基甲苯、3-甲基吲哚、7-甲基吲哚、环戊并吡嗪、咔唑、n-甲基吲哚、n-乙基吲哚、吡嗪、2,3-二甲基吡嗪、2,5-二甲基吡嗪、2-甲基吡嗪、哒嗪、吡啶和3-甲...
【专利技术属性】
技术研发人员：薛青禹，王翊骁，刘艳芳，王欢欢，
申请(专利权)人：陕西氢易能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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