[发明专利]一种模拟绿色植物的光合作用:二氧化碳和水合成碳氢化合物的方法

权利要求书

1.一种模拟绿色植物的光合作用二氧化碳和水：合成碳氢化合物的方法，其特征在于该方法是：采用一种含氮化合物，或者一种摩尔比1∶1为含氮化合物与一种酸类化合物，或者一种氨基酸两性化合物，其含量为0.01％～10％，余量为水；在水溶液中，上述化合物依靠自身的化学特性，转化为氧化铵类化合物。再经CO，或者CO与CO₂混合气体化学处理，把氧化铵转化为铵离子类化合物。铵离子与水作用，产生水解反应，形成“光解水”；与此同时，通入二氧化碳，两者互动在二氧化碳还原反应体系中产生复杂的链式反应，最终目标产物为碳氢化合物，主要是3-8个碳原子的醇类化合物。

2.根据权利要求1所述的模拟绿色植物的光合作用：二氧化碳和水合成碳氢化合物的方法，其特征在于所述的方法主要包括有：①加料；②转化；③调节温度；④调节与加入二氧化碳；⑤互动与链式反应；⑥停加CO₂；⑦终止链式反应；⑧后续应用处理等工序，由此合成为碳氢化合物。所述的碳氢化合物主要是38个碳原子数的醇类化合物，以及少量单糖、单酸、单酸酯；具体步骤是：

(1)加料：在一反应釜中加入软水，然后加入一种含氮化合物，或者一种摩尔比1∶1的含氮化合物与一种酸类化合物的混合物，或者一种氨基酸两性化合物，其含量为0.01％～10％，余量为水。对于不溶或微溶于水的含氮化合物，需进行予处理；

(2)转化：如上所述的水溶液中，所述一种含氮化合物，或者一种含氮化合物与一种酸类化合物，或者一种氨基酸两性化合物，依靠自身化学特性，转化成氧化铵类化合物；

(3)调节温度：与此同时，开动电加热器加热，把反应釜内的温度控制在室温至50℃之间；

(4)调节和加入CO₂：采用化学方法，即用CO，或CO与CO₂混合气体，与氧化铵类化合物作用，负氧离子(O^-2)与CO反应，从而除去负氧离子(O^-2)，氧化铵类化合物转化为铵离子类化合物。其化学式为：

与此同时，加入CO₂。二氧化碳采用气体，可采用二氧化碳压缩泵加入；

(5)互动与链式反应：在反应釜内，当氧化铵类化合物转化为铵离子化合物时，其中铵离子类化合物的铵离子会与水作用，产生水解反应，其化学反应式为：

此时，启动了“光解水”。在“光解水”反应中，其中负离子(OH^-)与铵离子产生水解平衡，即电离平衡，另外，又产生了一个氢离子。

上述反应时间，一般为1到48小时；

(6)停加二氧化碳：当观察到反应釜内浓度较大，粘度较高，合成效果显著降低，或者取样分析，达到企标，停加二氧化碳。

(7)终止链式反应：虽然停加二氧化碳，但反应釜内还有少量二氧化碳、自由基中间体，“光解水”机制还在进行，但已失去“碰撞反应”的条件，因此需采取机械搅拌，搅拌时间为1-30min，以利终止链式反应。

当终止链式反应之后，其反应釜内为一种混合物，主要是3-8个碳原子数醇类化合物，还有少量单酸、单糖，甚至还有酯类等化合物，以及尚未参加反应的水；

(8)后续应用处理：由于上述反应物为一种混合物，可以根据不同用途而进行后期应用处理，如用于洁纯煤技术，制备水煤浆，形成碳循环燃烧(发电)；或采用化学分离方法，可分离出不同品种的碳氢化合物，用于化工原料和化学燃料；

所述的“光解水”化合物，即为氧化铵类化合物，分离出来可以重新应用。

3.根据权利要求1或2所述的模拟绿色植物的光合作用：二氧化碳和水合成碳氢化合物的方法，其特征在于所述的含氮化合物，或者含氮化合物与酸类化合物的混合物，或者氨基酸两性化合物为制备铵离子类化合物的前驱物，其中含氮化合物包括下列两大类：第一类为氨(NH₃)及其衍生物；第二类生物碱或称植物碱，即具有碱性的含氮化合物；

所述的酸类化合物是指在水溶液中能进行电离而产生的水合氢离子(H₃O⁺¹)的化合物，也包括在碱性条件下，能够电离出氢离子的羧酸；

所述的两性化合物，是指氨基酸，是指分子中间同时含有氨基(NH₂)和羧基(-COOH)的化合物。