[发明专利]一种光电催化烯烃加氢装置及其应用

权利要求书

1.一种光电催化烯烃加氢装置，其特征在于，所述加氢装置包括反应器、光电催化复合膜、阴极、阳极、光源和直流电源；所述光电催化复合膜设置在反应器内，将反应器分为阳极室和阴极室，所述阴极和阳极分别设置在阴极室和阳极室内，所述直流电源的正极和负极分别与阳极和阴极连接，所述光源设置在阴极室的上方；

所述光电催化复合膜由双极膜和表面负载光电催化剂的疏水膜构成，双极膜是由阴离子交换膜和阳离子交换膜复合而成，所述阳极室为电解质水溶液，阴极室为烯烃有机溶液，所述光源为氙灯。

2.根据权利要求1所述的一种光电催化烯烃加氢装置，其特征在于，所述光电复合膜的制备方法如下：

(1)采用聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚砜、聚苯醚、聚乙烯苄基氯中的一种或几种任意比例的混合物作为阴离子交换膜的支撑，采用一种或几种按任意比混合的含有伯氨基、仲氨基、叔氨基或季氨基的化合物作为阴离子交换膜的固定基团，加入戊二醛溶液作为交联剂，配制阴离子交换膜液，通过流延法制备阴离子交换膜；

(2)采用聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚苯醚、聚砜和苯乙烯中的一种或几种任意比例的混合物作为阳离子交换膜的支撑，采用一种或几种按任意比混合的含有磺酸基、羧酸基或磷酸基的化合物作为阳离子交换膜的固定基团，加入FeCl₃或CaCl₂溶液作为交联剂，配制阳离子交换膜液，流延于步骤(1)制备的阴离子交换膜表面，得到阳离子交换膜；

(3)将光电催化剂负载于疏水性材料表面，然后超声分散于水溶液或者无水乙醇中，流延于阳离子交换膜表面，得到负载光电催化剂的疏水膜。

3.根据权利要求2所述的一种光电催化烯烃加氢装置，其特征在于，所述光电催化剂为Pt/C₃N₄、Pt/TiO₂、Pt/MoS₂、Pd/C₃N₄、Pd/TiO₂、Pd/MoS₂、Pd-Pt/TiO₂、Pd-Pt/C₃N₄、Pd-Pt/MoS₂中的一种。

4.根据权利要求2所述的一种光电催化烯烃加氢装置，其特征在于，所述疏水性材料为碳纤维、碳纳米管、疏水介孔SiO₂、疏水分子筛、疏水金属有机框架材料中的一种。

5.根据权利要求1所述的一种光电催化烯烃加氢装置，其特征在于，所述直流电源的电压为0.8～2.5V；所述电解质水溶液为Na₂SO₄溶液、NaOH溶液或KOH溶液中的一种，浓度为0.01～3.0mol L^-1；所述烯烃有机溶液为苯乙烯、癸烯、辛烯、二苯基乙烯和肉桂醇溶液中的一种，溶剂为辛烷、庚烷或己烷。

6.一种权利要求1所述的光电催化烯烃加氢装置的应用，其特征在于，应用于烯烃加氢。