[发明专利]利用金属氧化的电化学氢氧化物系统和方法

权利要求书

1.一种电化学系统，其包含阳极室，所述阳极室包含波纹状多孔阳极和阳极电解质，其中所述波纹状多孔阳极被配置为向阳极室中的阳极电解质提供湍流，所述波纹状多孔阳极的几何形状为波浪状，并且其中所述波纹状多孔阳极具有2mm至8mm的波纹幅度。

2.根据权利要求1所述的电化学系统，其中所述阳极电解质包含金属离子，并且其中所述阳极被配置为将金属离子从较低氧化态氧化为较高氧化态。

3.根据权利要求2所述的电化学系统，其中所述金属离子在阳极电解质中的浓度为1至11M。

4.根据权利要求2所述的电化学系统，还包含与阴极电解质接触的阴极；以及反应器，其可操作地连接至阳极室，并且被配置为使包含处于较高氧化态的所述金属离子的所述阳极电解质与不饱和烃或饱和烃在水性介质中反应，以在所述水性介质中形成包含卤代烃的一种或多种有机化合物和处于较低氧化态的金属离子。

5.根据权利要求4所述的电化学系统，还包含分离器，其可操作地连接至所述反应器和所述阳极，并且被配置为将所述一种或多种有机化合物从包含处于较低氧化态的金属离子的所述水性介质中分离，其中所述分离器包含选自活性炭、矾土、活性二氧化硅、聚合物及其任意组合的吸附剂。

6.根据权利要求5所述的电化学系统，其中所述吸附剂是选自聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚甲基戊烯、聚丁烯-1、聚烯烃弹性体、聚异丁烯、乙烯丙烯橡胶、聚丙烯酸甲酯、聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚(甲基丙烯酸异丁酯)及其任意组合的聚烯烃。

7.根据权利要求4所述的电化学系统，其中所述金属离子是铜，所述不饱和烃是乙烯，且所述一种或多种有机化合物选自二氯化乙烯、氯乙醇、二氯乙醛、三氯乙醛及其任意组合。

8.根据权利要求1所述的电化学系统，其中所述阳极室还包含扁平的多孔阳极。

9.根据权利要求1所述的电化学系统，其中所述波纹状多孔阳极由钛制成。

10.根据权利要求1所述的电化学系统，其中所述波纹状多孔阳极包含选自铂族金属的金属或合金或其组合、镀锌铂、金属氧化物、金、钽、碳、石墨、有机金属大环化合物或其任意组合的电催化剂。

11.根据权利要求1所述的电化学系统，其中所述波纹状多孔阳极包含选自PtIr混合金属氧化物的电催化剂。

12.根据权利要求1所述的电化学系统，其中所述波纹状多孔阳极具有2x1mm至20x10mm的孔大小、0.5至5mm的丝厚度、2mm至35mm的波纹周期、或其任意组合。

13.一种方法，包括使波纹状多孔阳极与阳极电解质接触，并通过所述波纹状多孔阳极向阳极电解质提供湍流，所述波纹状多孔阳极的几何形状是波浪状，并且其中所述波纹状多孔阳极具有2mm至8mm的波纹幅度。

14.根据权利要求13所述的方法，还包括将在所述阳极处将所述金属离子从较低氧化态氧化为较高氧化态。

15.根据权利要求14所述的方法，其中所述金属离子在阳极电解质中的浓度为1至11M。

16.根据权利要求14所述的方法，还包括使阴极与阴极电解质接触，并在所述阴极处形成碱、水或氢气。

17.根据权利要求14所述的方法，还包括使包含处于较高氧化态的所述金属离子的所述阳极电解质与不饱和烃或饱和烃在水性介质中反应，以在所述水性介质中形成包含卤代烃的一种或多种有机化合物和处于较低氧化态的金属离子。

18.根据权利要求17所述的方法，还包括使用吸附剂将所述一种或多种有机化合物从包含处于较低氧化态的金属离子的所述水性介质中分离，其中所述吸附剂选自活性炭、矾土、活性二氧化硅、聚合物及其任意组合。

19.根据权利要求18所述的方法，其中所述吸附剂是选自聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚甲基戊烯、聚丁烯-1、聚烯烃弹性体、聚异丁烯、乙烯丙烯橡胶、聚丙烯酸甲酯、聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚(甲基丙烯酸异丁酯)及其任意组合的聚烯烃。

20.根据权利要求17所述的方法，其中所述金属离子是铜，所述不饱和烃是乙烯，且所述一种或多种有机化合物选自二氯化乙烯、氯乙醇、二氯乙醛、三氯乙醛及其任意组合。