[发明专利]二氧化碳向燃料和化学品的转化

说明书

本申请是申请日为2014年2月24日、中国申请号为201480022431.6、PCT申请号为PCT/US2014/018067且发明名称为《二氧化碳向燃料和化学品的转化》的申请的分案申请。

相关申请的交叉引用

本申请涉及并且要求2013年2月24日所提交的、题目为“二氧化碳向燃料和化学品的转化”的美国非临时专利申请序列号13/775,245的优先权权益。

本申请涉及2010年7月4日所提交的美国非临时专利申请序列号12/830,338以及于2011年3月25日提交的相应的国际申请号PCT/US2011/030098，二者的题目为“新型催化剂混合物”。‘338非临时申请和‘098国际申请二者要求了2010年3月26日所提交的、题目为“新型催化剂混合物”的美国临时专利申请序列号61/317,955的优先权权益。本申请还涉及于2012年9月25日提交的美国非临时专利申请序列号13/626,873，其要求来自‘098国际申请的优先权权益和后继状态。

本申请还涉及于2011年6月30日提交的美国非临时专利申请序列号13/174,365，并且涉及于2011年7月1日提交的国际申请号PCT/US2011/042809，二者题目为“新型催化剂混合物”。‘365非临时申请要求来自于2011年5月9日提交的、题目为“新型催化剂混合物”的美国临时专利申请序列号61/484,072的优先权权益。‘809国际申请要求来自‘338非临时申请、‘098国际申请、‘072临时申请、和‘365非临时申请的优先权权益。

本申请还涉及于2012年在6月21日提交的、题目为“用于二氧化碳和其他最终用途的传感器”的美国非临时专利申请序列号13/530,058，以及于2012年6月22日提交的、题目为“低成本二氧化碳传感器”的相应的国际专利申请号PCT/US2012/043651。‘058非临时申请和‘651国际申请二者要求了来自于2011年6月21日提交的、题目为“低成本二氧化碳传感器”的美国临时专利申请序列号61/499,225的优先权权益。

本申请还涉及于2012年4月12日提交的美国非临时专利申请序列号13/445,887，“用于二氧化碳转化的电催化剂”。‘887非临时申请要求了2011年6月21日提交的、题目为“低成本二氧化碳传感器”的美国临时申请61/499,255以及2011年9月28日提交的、题目为“用于治疗和其他应用的请求式一氧化碳发生器”的美国临时专利申请序列号61/540,044的优先权权益。‘887非临时申请还要求了‘338非临时申请的优先权权益和部分继续申请状态。

以上申请中的每一个通过在本文中整体引用而结合于此。

技术领域

本发明涉及催化化学，并且具体涉及用于将二氧化碳催化转化为包括下列各项的可用燃料或化学品的方法：甲醛、丙烯酸、乙烷、丙烷、乙烯、丙烯、丁烯、和包含至少5个碳原子的碳水化合物。

背景技术

将生成的二氧化碳再循环回至燃料和化学品将会对美国经济产生巨大的差异。目前，燃料和有机化学品通常由石油、煤、和/或天然气的“化石燃料”制成。然而，如果此类燃料和化学品可以由CO₂制成，则将会缓解美国对进口油的依赖，并且将会减少被认为导致全球变暖的温室气体的排放。电厂中产生的CO₂将会由废产物变为可用的、经济上可行的原料。太阳能和风能也可以以烃燃料的形式储存。

然而，目前大多数大量生产的有机化学品由化石燃料制成。例如，目前大多数美国制造的丙烯酸由丙烯制成。丙烯由石油制成。目前大多数美国制造的甲醛是通过甲醇的氧化制造的。甲醇是由天然气或煤制造的。乙烯是通过来自石油的轻烯烃的裂解或者由甲醇制造的。如果这些产品可以由CO₂制成，则将会减少美国的化石燃料的使用，同样将会减少温室气体的排放。

美国专利号8,212,088描述了用于制备燃料或化学品的环境有益的方法，其中将来自天然来源的二氧化碳或者来自人造化学来源的二氧化碳(将会另外通过人造化学来源被排出至环境中)转化为可用的燃料和化学品。在‘088专利中描述的方法中，首先将CO₂转化为甲酸和其他化合物的混合物。之后将甲酸送至在其中其经历4-电子氢化以形成甲醇的第二过程。如在图1中所示，之后使用常规化学过程将甲醇转化为燃料和化学品。将CO₂转化为甲醇的优点是已经存在基础设施以将甲醇转化为其他产物。