[发明专利]用于烃的直接胺化的电极/电解质组件、反应器和方法

权利要求书

1.用于烃的直接胺化的电极/电解质组件，包含：

-阳极，即电子和质子导体，包括包含掺杂有钇或钇和锆的铈酸钡和选自镍、氧化镍及其混合物的金属性催化剂的复合多孔基体，其中阳极的孔隙率为10-40％；

-多孔阴极，即电子和质子导体，并且包含电催化剂；

-无孔电解质，即质子或离子导体并且电绝缘，位于阳极和阴极之间，由不可透过试剂和不可透过所述胺化的产物的复合陶瓷制得。

2.根据权利要求1的电极/电解质组件，其中阳极的孔隙率为20-30％。

3.根据权利要求1或2的电极/电解质组件，其中所述组件包含平面或管状构造。

4.根据权利要求1或2的电极/电解质组件，其中阳极的金属性催化剂进一步包含金属。

5.根据权利要求1或2的电极/电解质组件，其中阳极的金属性催化剂进一步包含至少一种来自如下列表的掺杂元素：铝、钴、铜、铬、锡、锶、铁、钆、铟、铱、钇、镧、锂、锰、钼、铌、金、钯、铂、银、镨、钌、钛、锌或其混合物。

6.根据权利要求1或2的电极/电解质组件，其中阳极包含镍和掺杂有纳米粒状钇的铈酸钡。

7.根据权利要求6的电极/电解质组件，其中阳极包含镍纳米颗粒和掺杂有钇和锆的铈酸钡。

8.根据权利要求1或2的电极/电解质组件，其中阳极包含如下的均匀混合物：

-30％(w/w)至70％(w/w)的氧化镍；

-70％(w/w)至30％(w/w)的掺杂有钇的铈酸钡。

9.根据权利要求1或2的电极/电解质组件，其中电解质包含至少一种选自如下列表的元素：铝、钡、钙、铈、铜、锶、钆、钇、铟、镧、铌、钕、镨、钐、钛、锆或其混合物。

10.根据权利要求9的电极/电解质组件，其中所述电解质包含掺杂有钇的铈酸钡。

11.根据权利要求9的电极/电解质组件，其中所述电解质包含掺杂有钇和锆的铈酸钡。

12.根据权利要求1或2的电极/电解质组件，其中阴极包含至少一种选自如下列表的金属：铝、钴、铜、铬、锡、锶、铁、铟、铱、钇、锂、锰、钼、铌、金、钯、铂、银、钌、钛和锌。

13.根据权利要求1或2的电极/电解质组件，其中在电解质上，阳极包含铂，或者铂和掺杂有钇的铈酸钡。

14.根据权利要求12的电极/电解质组件，其中阴极进一步包含至少一种选自如下列表的氧化物：铝、钡、钙、铈、铜、锶、钆、钇、镧、铌、钕、镨、钐、钛和锆的氧化物。

15.根据权利要求1或2的电极/电解质组件，其中电解质的厚度介于10μm和400μm之间。

16.根据权利要求1或2的电极/电解质组件，其中阴极为铂，阳极为镍和掺杂有钇的铈酸钡，并且电解质为掺杂有钇的铈酸钡。

17.根据权利要求1或2的电极/电解质组件，其中阴极为铂，阳极为镍以及掺杂有钇和锆的铈酸钡，并且电解质为掺杂有钇和锆的铈酸钡。

18.根据权利要求1或2的电极/电解质组件，其中烃为苯，并且胺化产物为苯胺。

19.电化学反应器，采用氢的电化学抽运用于烃的直接胺化，其具有至少一个电化学电池，所述电化学电池包含至少一个如在权利要求1-18任一项中描述的电极/电解质组件、发生所述胺化的阳极室和发生质子还原的阴极室，其中所述电极/电解质组件所提及的一个或多个阳极和一个或多个阴极为电连接的。

20.根据权利要求19的电化学反应器，其中电极之间的电势差低于1.5V。

21.根据权利要求19的电化学反应器，其中电极之间的电势差介于0.2V和1.5V之间。

22.根据权利要求19-21任一项的电化学反应器，其中阴极进一步包含电阻。

23.根据权利要求19-21任一项的电化学反应器，包含用于将惰性气体供给至阴极侧的系统。

24.根据权利要求19-21任一项的电化学反应器，包含用于将氮或水蒸气供给至阴极侧的系统。