[发明专利]一种电化学氧化甲烷制化学品的方法

权利要求书

1.一种电化学氧化甲烷制化学品的方法，其特征在于，所述方法基于固体氧化物电解池；

所述固体氧化物电解池的阴极和阳极之间的电压为0.8～8.0V，所述固体氧化物电解池的阴极获得的氧离子在所述固体氧化物电解池的阳极与含有甲烷的气体接触反应；

所述固体氧化物电解池的电极材料有氧空位；每摩尔电极材料含有的氧空位≥0.01mol；

700～950℃的条件下，所述方法中固体氧化物电解池的阳极获得的气体中乙烯和乙烷的体积含量高于8.00％。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述固体氧化物电解池的阴极和阳极之间的电压为1.0～2.0V。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述固体氧化物电解池的阴极和阳极之间的电压为1.2～2.0V。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在850℃的条件下，所述方法中固态氧化物电解池的阳极获得的气体中乙烯和乙烷的体积含量高于8.40％。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，700～950℃条件下，所述固体氧化物电解池的阴极和阳极之间的电压为2V时在固体氧化物电解池的阳极获得的气体中乙烯和乙烷的含量与所述固体氧化物电解池的阴极和阳极之间的电压为1.2V时在固体氧化物电解池的阳极获得的气体中乙烯和乙烷的体积含量差值范围为4.16％～7.07％。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述固体氧化物电解池的阴极一侧通入阴极气氛；所述阴极气氛包括空气、二氧化碳、水蒸汽中的一种；

所述固体氧化物电解池的阴极处电解阴极气氛获得氧离子；

所述固体氧化物电解池的阳极一侧通入阳极气氛；所述阳极气氛包括甲烷；

所述固体氧化物电解池的电解质选自氧离子传导型电解质中的一种。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述固体氧化物电解池的阴极包括SFM-SDC；

所述固体氧化物电解池的阳极包括SFM-Fe-SDC；

所述固体氧化物电解池的电解质包括LSGM、YSZ中的至少一种；

其中，LSGM为La_0.9Sr_0.1Ga_0.8Mg_0.2O_3-δ；

SFM为Sr₂Fe_1.5Mo_0.5O_6-δ；

SDC为Ce_0.8Sm_0.2O_2-δ；

SFM-Fe为Sr₂Fe_1.6Mo_0.5O_6-δ；

SFM-SDC为SFM和SDC以任意比例复合得到的材料；

SFM-Fe-SDC为SFM-Fe和SDC以任意比例复合得到的材料。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述固体氧化物电解池的阳极在通入所述含有甲烷的气体之前经过含H₂的气体进行还原。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述还原包括：先通入含有5％体积分数氢气的氩气，再通入氢气还原。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述固体氧化物电解池的阳极获得的气体中包括体积分数4～12％的乙烯、体积分数3～5％的乙烷、体积分数6～16％的氢气、体积分数2～8％的一氧化碳。