高效吸收二氧化碳气体低共熔溶剂及其制备方法与应用技术

一种高效吸收二氧化碳气体低共熔溶剂及其制备方法与应用。本发明专利技术高效捕集二氧化碳的低共熔溶剂体系由咪唑和乙醇胺组成。所述的低共熔溶剂体系的制备方法，包括如下步骤：将所述咪唑与乙醇胺混合，加热至体系全部变成液体，冷却至室温，即得所述高效吸收二氧化碳的低共熔溶剂体系。本发明专利技术利用所述高效吸收二氧化碳的低共熔溶剂体系吸收二氧化碳的方法，具体包括如下步骤：使含二氧化碳的气体缓慢通入盛有所述高效吸收二氧化碳的低共熔溶剂体系的容器中，控制压力和温度，吸收过程中进行称重，直至盛有低共熔溶剂容器的质量不再变化即可。本发明专利技术低共熔溶剂体系对二氧化碳具有较高的吸收容量，循环使用效果好，能实现对二氧化碳的高效可逆吸收。碳的高效可逆吸收。碳的高效可逆吸收。

Low eutectic solvent for efficient absorption of carbon dioxide gas and its preparation method and Application

【技术实现步骤摘要】
高效吸收二氧化碳气体低共熔溶剂及其制备方法与应用


[0001]本专利技术涉及一种高效吸收二氧化碳气体低共熔溶剂的制备方法与应用，属于气体分离领域。

技术介绍

[0002]随着全球经济的快速发展及人类的频繁活动，导致二氧化碳即（CO2）气体排放量逐年上升，二氧化碳气体对环境产生了一系列负面影响，如全球变暖、气候异常和海平面上升等环境效应，同时对人类的生活环境和身体健康也产生不利影响。因此，高效吸收二氧化碳气体具有十分重要的意义。
[0003]二氧化碳是化石燃料的主要燃烧产物，其浓度随着燃烧产物的增加而逐年增加，每年排放到大气中的二氧化碳高达300亿吨，是主要的温室气体。降低二氧化碳含量的途径主要有二氧化碳排放、二氧化碳转化和二氧化碳捕集与封存。目前二氧化碳吸收方法主要包括溶剂吸收法、膜吸收法、物理吸收法和化学吸收法等。工业上常用传统醇胺水溶液作为二氧化碳吸收溶剂，该方法具有成本低廉等优点，但是传统的醇胺气体吸收处理方法具有能耗高、腐蚀设备、溶剂易挥发、吸收速率慢等不可忽视的缺陷。因此，在工艺费用及效率方面存在问题。
[0004]低共熔溶剂（DES）是近年来新起的一种新型绿色溶剂，低共熔溶剂是由两种或两种以上成分组成的低共熔混合物，主要由氢键受（HBA）体和氢键供体（HBD）和组成，由于HBA和HBD之间存在氢键作用，低共熔溶剂含有不对称的大离子，晶格能低，所以熔点低于其中任何一种成分。由于原料易得，制备方法简单，并且具有蒸汽压极低、溶解性能好、结构和性质具有可调性、无毒无害、可生物降解等独特的绿色性质，低共熔溶剂越来越受到人们的广泛关注。目前，低共熔溶剂已在有机合成、电化学、功能材料合成、萃取分离、催化反应等领域得到广泛应用。其中，利用低共熔溶剂吸收二氧化碳，也是一重要的研究领域。Bi等研究了低共熔溶剂[MEACl]‑
EDA(1:3)对CO2的吸收能力（Sci. Total. Environ., 2020, 705, 2
‑
18），在温度为303.15 K、压力100 KPa时，其吸收量为0.337 g/g。Cao等研究了低共熔溶剂[Bmim]Cl
‑
MEA(1:3)对CO2的吸收能力（Phys. Chem. Chem. Phys., 2015, 17，27306
‑
27316），在温度为298.15 K、压力101 KPa时，其吸收量为0.214 gCO2/g DES。上述结果表明，低共熔溶剂对CO2的吸收能力较弱。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的是如何提高低共熔溶剂对CO2的吸收能力的技术问题。
[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：一种高效吸收二氧化碳气体低共熔溶剂，该低共熔溶剂由咪唑与乙醇胺组成；所述咪唑与乙醇胺的摩尔比可为1:2～4；所述咪唑与乙醇胺结构式如式1所示；
式1所述咪唑记为lm，所述乙醇胺记为MEA。
[0007]一种高效吸收二氧化碳气体低共熔溶剂制备方法，包括如下步骤：将所述咪唑与乙醇胺按照上述摩尔比混合，加热至体系全部变成液体，冷却至室温，即得所述高效吸收二氧化碳的低共熔溶剂体系。
[0008]所述加热的温度可为70～90℃，具体可为70℃。
[0009]本专利技术所述的高效吸收二氧化碳的低共熔溶剂体系应用于制备二氧化碳吸收剂中。
[0010]本专利技术所述的高效是二氧化碳的低共熔溶剂体系应用在吸收二氧化碳中。
[0011]本专利技术进一步提供了一种利用所述的低共熔溶剂体系吸收二氧化碳的方法，包括如下步骤：将所述高效吸收二氧化碳的低共熔溶剂体系与含二氧化碳的气体接触吸收，即能吸收二氧化碳。
[0012]本专利技术利用所述高效吸收二氧化碳的低共熔溶剂体系吸收二氧化碳的方法，具体包括如下步骤：使含二氧化碳的气体缓慢通入盛有所述高效吸收二氧化碳的低共熔溶剂体系的容器中，控制压力和温度，吸收过程中进行称重，直至容器的质量不再变化即可。
[0013]上述的方法中，所述接触吸收的过程中吸收气体压力可为0.1MPa，吸收温度可为30～60℃。
[0014]上述的方法中，所述方法中还包括将吸收了二氧化碳的所述高效吸收二氧化碳的低共熔溶剂体系加热，解吸出二氧化碳气体回收所述高效吸收二氧化碳的低共熔溶剂体系的步骤。
[0015]上述的方法中，所述解吸的温度可为70～100℃。
[0016]采用上述技术方案的有益效果是：本专利技术低共熔溶剂体系对二氧化碳具有较高的吸收容量，循环使用效果好，能实现对二氧化碳的高效可逆吸收。
附图说明
[0017]图1为低共熔溶剂Im
‑
MEA(1:4)五次循环吸收CO2的实验结果图。
具体实施方式
[0018]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术作进一步的详细说明，应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0019]下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。
[0020]下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
[0021]实施例1：高效吸收二氧化碳的低共熔溶剂体系的制备：通过下述分别制备得到高效吸收二氧化碳的低共熔溶剂体系，具体如下：按照一定摩尔比将称量计算好的咪唑与乙醇胺加入到圆底烧瓶中，以Im: MEA（1:2）为例说明。将咪唑与乙醇胺按照摩尔比为1:2的比例在70 ℃加热搅拌反应3小时，至到混合体系全部变成液体，然后冷却至室温，并真空干燥24小时，即可获得低共熔溶剂，记为Im
‑
MEA(1:2)。
[0022]实施例2：在内径为10 mm的玻璃试管中，分别加入约2.0 g本专利技术实施例1制备的低共熔溶剂Im
‑
MEA(1:2)，然后缓慢通入二氧化碳气体，流量为40 mL/min，吸收气体压力为0.1 MPa，控制温度为30 ℃，吸收过程中通过电子分析天平进行称重，间隔一段时间称量玻璃试管的质量直至不再变化。计算得出每克溶剂吸收二氧化碳的吸收容量为0.273 g CO2/g DES。
[0023]实施例3：在内径为10 mm的玻璃试管中，分别加入约2.0 g本专利技术实施例1类似制备的低共熔溶剂Im
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MEA(1:3)，然后缓慢通入二氧化碳气体，流量为40 mL/min，吸收气体压力为0.1 MPa，控制温度为30 ℃，吸收过程中通过电子分析天平进行称重，间隔一段时间称量玻璃试管的质量直至不再变化。计算得出每克溶剂吸收二氧化碳的吸收容量为0.292 g CO2/g DES。
[0024]实施例4：在内径为10 mm的玻璃试管中，分别加入约2.0 g本专利技术实施例1类似制备的低共熔溶剂Im
‑
MEA(1:4)，然后缓慢通入二氧化碳气体，流量为40 mL/min，吸收气体压力为0.1 MPa，控制温度为30 ℃，吸收过程中通过电子分析天平进行称重，间隔一段时间本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高效吸收二氧化碳气体低共熔溶剂，其特征在于：该低共熔溶剂由咪唑与乙醇胺组成；所述咪唑与乙醇胺的摩尔比可为1:2～4；所述咪唑与乙醇胺结构式如式1所示；式1所述咪唑记为lm，所述乙醇胺记为MEA。2.权利要求1所述的低共熔溶剂的制备方法，包括如下步骤：将所述咪唑与乙醇胺按照上述摩尔比混合，加热至体系全部变成液体，冷却至室温，即得所述高效吸收二氧化碳的低共熔溶剂体系。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述加热的温度为70～90
°
C。4.权利要求1所述的高效吸收二氧化碳的低共熔溶剂在制备二氧化碳吸收剂中的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李水娥，石升友，刘祥伟，龙章刚，
申请(专利权)人：贵州大学，
类型：发明
国别省市：