[发明专利]电化学还原装置和芳香烃化合物或含氮杂环芳香族化合物的氢化物的制备方法

权利要求书

1.一种电化学还原装置，其特征在于，包括：

电极单元，包括具有离子传导性的电解质膜、在所述电解质膜的一侧设置的含有用于将芳香烃化合物或含氮杂环芳香族化合物核氢化的还原催化剂的还原电极、以及在所述电解质膜的另一侧设置的氧发生用电极；

电控制部，在所述还原电极和所述氧发生用电极之间施加电压Va以使所述还原电极为低电位、所述氧发生用电极为高电位；

氢气发生量测定机构，测定与所述芳香烃化合物或含氮杂环芳香族化合物的核氢化反应竞争的、水的电解反应所产生的氢气的每单位时间的发生量F1；以及

控制部，在将芳香烃化合物或含氮杂环芳香族化合物的标准氧化还原电位记作V_TRR、还原电极120的电位记作V_CA、氢气发生量的容许上限值记作F0时，控制所述电控制部，使得在

F1≤F0且V_CA>V_HER-容许电位差

的范围内逐渐升高电压Va。

2.如权利要求1所述的电化学还原装置，其中，

所述容许电位差为20mV。

3.如权利要求1或2所述的电化学还原装置，其特征在于，还包括：

参比电极，与所述电解质膜接触、且与所述还原电极和所述氧发生用电极电隔离地配置，并被保持为参比电极电位V_Ref，以及

电压检测部，检测所述参比电极和所述还原电极的电位差ΔV_CA；

所述控制部基于电位差ΔV_CA和参比电极电位V_Ref取得所述还原电极的电位V_CA。

4.一种电化学还原装置，其特征在于，包括：

电极单元集合体，其由多个电极单元彼此串联地电连接而成，所述电极单元包括具有离子传导性的电解质膜、在所述电解质膜的一侧设置的含有用于将芳香烃化合物或含氮杂环芳香族化合物核氢化的还原催化剂的还原电极、以及在所述电解质膜的另一侧设置的氧发生用电极；

电控制部，在所述电极单元集合体的正极端子和负极端子之间施加电压VA，以使得各电极单元的所述还原电极成为低电位、所述氧发生用电极成为高电位；

氢气发生量测定机构，测定所述多个电极单元整体的、与所述芳香烃化合物或含氮杂环芳香族化合物的核氢化反应竞争的水电解反应所产生的氢气的每单位时间的发生量F1’；

控制部，在将芳香烃化合物或含氮杂环芳香族化合物的标准氧化还原电位记作V_TRR、还原电极120的电位记作V_CA、每一个所述电极单元的氢气发生量的容许上限值记作F0、所述电极单元的数量记作N时，控制所述电控制部，使得在

F1’≤N×F0且V_CA>V_HER-容许电位差

的范围内逐渐升高电压VA。

5.如权利要求4所述的电化学还原装置，其中，

所述容许电位差为20mV。

6.如权利要求4或5所述的电化学还原装置，其特征在于，还包括：

参比电极，与所述电极单元集合体中所含的任意一个电解单元的电解质膜接触，且与该电解单元的所述还原电极和所述氧发生用电极电隔离地配置，以及

电压检测部，检测该电解单元的所述参比电极和所述还原电极之间的电位差ΔV_CA；

所述控制部基于电位差ΔV_CA和参比电极电位V_Ref，取得该电解单元的所述还原电极的电位V_CA。

7.一种芳香烃化合物或含氮杂环芳香族化合物的氢化物的制备方法，其特征在于，

使用权利要求1至6的任一项所述的电化学还原装置；

向所述电极单元的所述还原电极侧导入芳香烃化合物或含氮杂环芳香族化合物，向所述氧发生用电极侧通入水或加湿的气体，对被导入所述还原电极侧的芳香烃化合物或含氮杂环芳香族化合物进行核氢化。

8.如权利要求7所述的芳香烃化合物或含氮杂环芳香族化合物的氢化物的制备方法，其中，

使要向所述还原电极侧导入的芳香烃化合物或含氮杂环芳香族化合物以在反应温度下为液体的状态导入所述还原电极侧。