用于吸收CO2气体的溶液及CO2的吸收、释放方法技术

本发明专利技术涉及一种用于吸收CO2气体的溶液及CO2的吸收、释放方法。所述方法包括：将电解质AB按一定浓度溶于水得到第一溶液；其中，A为阳离子，包括碱金属离子、碱土金属离子、Zn

【技术实现步骤摘要】
用于吸收CO2气体的溶液及CO2的吸收、释放方法


[0001]本专利技术涉及材料技术应用领域，尤其涉及一种用于吸收CO2气体的溶液及CO2的吸收、释放方法。

技术介绍

[0002]近年来，随着工业的快速发展，化石燃料的大量消耗导致大气中二氧化碳的含量逐年增加，温室效应不断加剧，全球性气候持续变暖，最终使得人类居住环境与经济可持续发展面临严峻的挑战。为了降低二氧化碳的含量，一方面可以通过大力推广节能减排技术，从源头上减少二氧化碳的排放；另一方面要加强二氧化碳的捕捉与收集，通过后期的加工处理实现资源利用，变废为宝。
[0003]目前，二氧化碳的捕集方法主要有吸收法、吸附法、膜分离法等。
[0004]其中吸收法包括化学吸收法和物理吸收法，化学吸收的原理是利用碱性溶液与二氧化碳接触反应生成不稳定产物，这种不稳定产物会在一定条件下发生可逆反应，释放出二氧化碳，从而达到回收的目的，化学吸收法虽然技术成熟，但存在着对设备腐蚀严重、能耗大、操作繁琐等一系列缺点；物理吸收法则是通过改变二氧化碳与吸收剂间的操作压力和温度来实现二氧化碳的吸收和脱附，吸收剂与二氧化碳之间通常不发生化学反应，吸收剂的二氧化碳吸收能力随温度降低和压力的增加而增大，但由于该方法遵循亨利定律，只适用于高浓度下的二氧化碳吸收。例如离子液体基的吸收剂通常需要高压的(>5*105Pa)吸收条件，高温加热(≥100℃)的释放条件，而且吸收的量较少(吸附二氧化碳的摩尔数与原始吸附剂的摩尔数相比通常小于25％)。
[0005]另外，吸附法是根据固态吸附剂对混合气中二氧化碳的选择性可逆吸附来分离回收，但常用物理类吸附剂不同程度上受混合气中水蒸气的影响，且高温下的二氧化碳吸附能力会大打折扣；
[0006]其次，膜分离法是根据混合气体中二氧化碳与其它气体对膜材料的渗透率不同，使其能够快速溶解并穿过该薄膜，从而来实现二氧化碳的分离，常用的膜包括高分子膜和无机膜，其中高分子膜容易被化学腐蚀，不耐高温而且比较难清洗，无机膜虽然具有较好的选择性和较高的稳定性，但如何放大无机膜的制备是未来发展的一个挑战。

技术实现思路

[0007]本专利技术实施例提供了一种用于吸收CO2气体的溶液及CO2的吸收、释放方法，通过含氟阴离子与二氧化碳之间的电荷相互作用，可以实现较高的二氧化碳的吸附量，该溶液可以重复利用且容易规模制备，在增大二氧化碳吸附量的同时降低了体系的维护成本。
[0008]第一方面，本专利技术实施例提供了一种二氧化碳的吸收、释放方法，包括：
[0009]将电解质AB按一定浓度溶于水得到第一溶液；其中，A为阳离子，包括碱金属离子、碱土金属离子、Zn
2+
、Al
3+
或离子液体基阳离子中的一种或者几种；B为含氟阴离子；
[0010]将二氧化碳气体通过气路引入所述第一溶液中，在所述第一溶液中含氟阴离子的
诱导下，所述二氧化碳与所述第一溶液中含氟阴离子之间存在电荷相互作用，使得第一溶液对二氧化碳的吸收，得到第二溶液；
[0011]以及，对第二溶液进行抽真空、加热或者搅拌处理，用以释放所述第二溶液中吸收的二氧化碳。
[0012]优选的，所述离子液体基阳离子包括:1
‑
丁基
‑3‑
甲基咪唑、1
‑
乙基
‑3‑
甲基咪唑、1
‑
丙基
‑3‑
甲基咪唑、1
‑
己基
‑3‑
甲基咪唑、1
‑
癸基
‑3‑
甲基咪唑、1
‑
辛基
‑3‑
甲基咪唑、1
‑
苄基
‑3‑
甲基咪唑、1
‑
十六烷基
‑3‑
甲基咪唑、1
‑
羧甲基
‑3‑
甲基咪唑、1
‑
羧甲基
‑4‑
甲基咪唑、1
‑
羟乙基
‑3‑
甲基咪唑、1
‑
乙酯甲基
‑3‑
甲基咪唑、1
‑
乙基
‑
2,3
‑
二甲基咪唑、1
‑
丁基
‑
2,3
‑
二甲基咪唑、1
‑
己基
‑
2,3
‑
二甲基咪唑、1
‑
辛基
‑
2,3
‑
二甲基咪唑、1
‑
癸基
‑
2,3
‑
二甲基咪唑、1
‑
烯丙基
‑3‑
甲基咪唑、1
‑
十二烷基
‑3‑
甲基咪唑、1
‑
十六烷基
‑
2,3
‑
二甲基咪唑、N
‑
乙基吡啶、N
‑
丁基吡啶、N
‑
己基吡啶、N
‑
甲基,丙基哌啶、N
‑
甲基,丁基吡咯烷、四乙基铵、四丁基铵、4
‑
(3
‑
甲基
‑1‑
咪唑)
‑1‑
丁基磺酸、三甲基羟乙基铵中一种或者多种；
[0013]所述含氟阴离子B具体包括：AsF6‑
、PF6‑
、BF4‑
、SO3F
‑
、[N(SO2F)2]‑
、SO3CF3‑
、CO2CF3‑
、[N(SO2CF3)2]‑
、[N(SO2C2F5)2]‑
、[C(SO2CF3)3]‑
中一种或者多种。
[0014]进一步优选的，所述二氧化碳与所述第一溶液中阴离子之间形成C
‑
F键。
[0015]优选的，所述第一溶液的浓度为0.01mol/kg
‑
100mol/kg；
[0016]所述第二溶液中，二氧化碳的捕捉量为0.1mmol/L
‑
10mol/L。
[0017]优选的，所述将第二溶液进行抽真空处理具体为：将第二溶液置于真空烘箱中，调整腔体内绝对压强小于80000Pa，处理温度为
‑
70℃至150℃，处理时间为1分钟
‑
20小时；
[0018]所述将第二溶液进行加热处理具体为：将第二溶液置于加热装置上，调整加热温度高于40℃，处理时间为1分钟
‑
20小时；
[0019]所述将第二溶液进行搅拌处理具体为：将第二溶液置于磁力搅拌器上，设置转速50
‑
3000rpm,处理温度为20℃至150℃，处理时间为10分钟
‑
20小时。
[0020]第二方面，本专利技术实施例提供了一种用于吸收二氧化碳气体的溶液，所述溶液通过将电解本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种二氧化碳的吸收、释放方法，其特征在于，所述方法包括：将电解质AB按一定浓度溶于水得到第一溶液；其中，A为阳离子，包括碱金属离子、碱土金属离子、Zn
2+
、Al
3+
或离子液体基阳离子中的一种或者几种；B为含氟阴离子；将二氧化碳气体通过气路引入所述第一溶液中，在所述第一溶液中含氟阴离子的诱导下，所述二氧化碳与所述第一溶液中含氟阴离子之间存在电荷相互作用，使得第一溶液对二氧化碳的吸收，得到第二溶液；以及，对第二溶液进行抽真空、加热或者搅拌处理，用以释放所述第二溶液中吸收的二氧化碳。2.根据权利要求1所述的二氧化碳的吸收、释放方法，其特征在于，所述离子液体基阳离子包括:1
‑
丁基
‑3‑
甲基咪唑、1
‑
乙基
‑3‑
甲基咪唑、1
‑
丙基
‑3‑
甲基咪唑、1
‑
己基
‑3‑
甲基咪唑、1
‑
癸基
‑3‑
甲基咪唑、1
‑
辛基
‑3‑
甲基咪唑、1
‑
苄基
‑3‑
甲基咪唑、1
‑
十六烷基
‑3‑
甲基咪唑、1
‑
羧甲基
‑3‑
甲基咪唑、1
‑
羧甲基
‑4‑
甲基咪唑、1
‑
羟乙基
‑3‑
甲基咪唑、1
‑
乙酯甲基
‑3‑
甲基咪唑、1
‑
乙基
‑
2,3
‑
二甲基咪唑、1
‑
丁基
‑
2,3
‑
二甲基咪唑、1
‑
己基
‑
2,3
‑
二甲基咪唑、1
‑
辛基
‑
2,3
‑
二甲基咪唑、1
‑
癸基
‑
2,3
‑
二甲基咪唑、1
‑
烯丙基
‑3‑
甲基咪唑、1
‑
十二烷基
‑3‑
甲基咪唑、1
‑
十六烷基
‑
2,3
‑
二甲基咪唑、N
‑
乙基吡啶、N
‑
丁基吡啶、N
‑
己基吡啶、N
‑
甲基,丙基哌啶、N
‑
甲基,丁基吡咯烷、四乙基铵、四丁基铵、4
‑
(3
‑
甲基
‑1‑
咪唑)
‑1‑
丁基磺酸、三甲基羟乙基铵中一种或者多种；所述含氟阴离子B具体包括：AsF6‑
、PF6‑
、BF4‑
、SO3F
‑
、[N(SO2F)2]
‑
、SO3CF3‑
、CO2CF3‑
、[N(SO2CF3)2]
‑
、[N(SO2C2F5)2]
‑
、[C(SO2CF3)3]
‑
中一种或者多种。3.根据权利要求2所述的二氧化碳的吸收、释放方法，其特征在于，所述二氧化碳与所述第一溶液中阴离子之间形成C
‑
F键。4.根据权利要求1所述的二氧化碳的吸收、释放方法，其特征在于，所述第一溶液的浓度为0.01mol/kg
‑
100mol/kg；所述第二溶液中，二氧化碳的捕捉量为0.1mmol/L
‑
10mol/L。5.根据权利要求1所述的二氧化碳的吸收、释放方法，其特征在于，所述将第二溶液进行抽真空处理具体包括：将第二溶液置于真空烘箱中，调整腔体内绝对压强小于80000Pa，处理温度为
‑
70℃至150℃，处理时间为1分钟
...

【专利技术属性】
技术研发人员：索鎏敏，岳金明，
申请(专利权)人：中国科学院物理研究所，
类型：发明
国别省市：