【技术实现步骤摘要】
本申请涉及一种胺基功能化聚合物的制备方法及其在二氧化碳捕获中的应用，属于有机高分子化合物。
技术介绍
1、co2工业烟气和燃料气体的排放使大气co2浓度过高，进而引起严重的温室效应，对人类生存环境造成严重威胁，从燃料气体和富氮的烟气中去除二氧化碳对化学能工业和减少碳排放至关重要。人为活动造成的气候变化的不利影响日益严重，因此人们呼吁采取先进的方法来减少二氧化碳的排放。碳捕集是生产可再生天然气(rng)和压缩天然气(cng)用于发电和汽车动力的必要步骤。传统上采用碱性胺水溶液或洗涤器进行co2脱除，但存在操作和再生成本高、能耗大等问题。因此，从工业烟气中捕集co2变得尤为重要，可以在很大程度上减少世界范围内的co2排放。二氧化碳捕获和分离也越来越引起全世界对燃烧前和燃烧后过程的关注和努力。在燃烧前的二氧化碳去除方面，它是天然气净化和沼气升级的关键步骤。因此，许多研究致力于从烟气中捕集co2和天然气的净化关于这两种目标分离系统，各种技术已被广泛研究，如胺溶液吸收法、膜分离法和吸附法。
2、在目前可用的策略中，多孔固体吸附剂的吸附方法由于低能耗、易再生和无腐蚀性而被认为是一种有前途和有吸引力的替代方法。因此，开发能够从烟气和天然气中选择性捕获二氧化碳的高性能多孔固体吸附剂是非常迫切的需要。近年来，各种多孔固体材料已被评价用于二氧化碳捕获，如沸石、多孔碳、二氧化硅和mof等。虽然这些吸附剂表现出优异的二氧化碳吸附性能，但在二氧化碳捕获过程中也存在一些缺陷，如再生困难、不耐湿度和选择性低等。
3、多孔聚合物具有可调
技术实现思路
1、有鉴于此，本申请首先提供一种胺基功能化聚合物的制备方法，制备所得胺基功能化聚合物co2。
2、具体地，本申请是通过以下方案实现的：
3、一种胺基功能化聚合物的制备方法：将偶氮二异丁腈溶解于乙酸乙酯中，在溶液中加入二乙烯基苯和胺基功能化单体，室温搅拌均匀后，移至高压釜中，100～120℃反应毕，冷却后自然蒸发，所得产物于60～70℃真空干燥得到胺基功能化聚合物，所述胺基功能化单体为n-(4-乙烯苄基)-n，n-二乙胺、n-(4-乙烯基)苄基乙二胺、n-4-乙烯苄基-二乙醇胺、n,n-二异丙基-4-乙烯基苄胺、n-(4-乙烯苄基)-n,n,n'-三甲基乙二胺中的任一个，胺基功能化单体的聚合比例为2～4。
4、上述方法通过不同胺基改性的单体分别与二乙烯基苯共聚，将胺基引入到多孔聚合物中，实现胺基改性多孔聚合物。基于对co2吸收过程中，具有-nh2或-nh位点的伯胺或仲胺，如mea和deta，可作为吸收促进剂，生成具有高离子强度的氨基甲酸酯和质子化胺，同时，胺基吸附材料中碱性胺基与酸性co2分子相互作用，实现可逆的共价键连接。本案上述方法将含有胺基官能团的单体与二乙烯基苯共聚合，提供一种疏水的胺基吸附材料，该胺基功能化聚合物具有丰富的孔结构，热稳定性能好。
5、进一步的，作为优选：
6、所述n-(4-乙烯苄基)-n，n-二乙胺的合成方法为：依次加入二乙胺单体、4-乙烯基苄氯、碳酸钾和二氯甲烷，氮气保护下磁力搅拌反应毕，真空旋蒸去除有机溶剂和未反应的单体，用乙酸乙酯洗涤固体并抽滤，在冰水浴下缓慢向有机相滴加浓盐酸，将产物相用乙醚洗涤后，转入二氯甲烷并在磁力搅拌下加入na2co3并搅拌反应毕，抽滤滤液旋干得到。
7、所述n-(4-乙烯基)苄基乙二胺的合成方法，步骤如下：
8、步骤一，配制4-乙烯基氯苄溶液：由4-乙烯基氯苄溶于二氯甲烷中而成；
9、步骤二，配制乙二胺溶液：由乙二胺溶解二氯甲烷中而成；
10、步骤三，将步骤一配制的溶液缓慢滴加到步骤二制备的溶液中，磁力搅拌反应完全后，旋转蒸发去除二氯甲烷，再用乙酸乙酯洗涤固体，抽滤后对有机相进行饱和nacl水溶液萃取，并用无水硫酸钠干燥有机相，冰水浴下缓慢滴加浓盐酸，抽滤出固体并用乙酸乙酯洗涤后，转入二氯甲烷中，磁力搅拌下加入na2co3并搅拌反应毕，抽滤滤液旋干得到。更优选的，所述4-乙烯基氯苄为间位和对位异构体的混合物。
11、所述n-4-乙烯苄基-二乙醇胺的合成方法为：4-氯甲基苯乙烯溶于乙腈溶剂中，再加入na2co3和二乙醇胺，在n2气氛中搅拌加热反应后，将反应混合物冷却至室温并进行过滤，滤液通过旋转蒸发除去溶剂，固体用二氯甲烷洗涤，收集有机相，用饱和nacl水溶液萃取并用无水mgso4干燥滤液，磁力搅拌下缓慢滴加浓盐酸，油相用乙酸乙酯洗涤三次，后转入二氯甲烷中，磁力搅拌下加入na2co3并搅拌至反应结束，抽滤滤液旋干得到。
12、所述n,n-二异丙基-4-乙烯基苄胺的合成方法为：将二异丙胺单体、4-乙烯基苄氯和乙醇依次加入后，氮气保护下磁力搅拌反应毕，真空旋蒸去除有机溶剂，然后加入乙醚，在冰水浴搅拌下缓慢滴加浓盐酸，油相用乙醚洗涤后，转入二氯甲烷中，磁力搅拌下加入na2co3并搅拌反应毕，抽滤滤液旋干得到。
13、所述n-(4-乙烯苄基)-n,n,n'-三甲基乙二胺的步骤如下：
14、步骤一，配制4-乙烯基氯苄溶液：由4-乙烯基氯苄溶于二氯甲烷中而成；
15、步骤二，配制n,n,n'-三甲基乙二胺溶液：由n,n,n'-三甲基乙二胺溶解二氯甲烷中而成；
16、步骤三，将步骤一配制的溶液缓慢滴加到步骤二制备的溶液中，室温下磁力搅拌反应完全后，旋转蒸发去除二氯甲烷，再用乙酸乙酯洗涤固体，抽滤后对有机相进行饱和nacl水溶液萃取，并用无水硫酸钠干燥有机相，冰水浴下缓慢滴加浓盐酸，抽滤出固体并用乙酸乙酯洗涤后，转入二氯甲烷中，磁力搅拌下加入na2co3并搅拌反应毕，抽滤滤液旋干得到。
17、同时，申请人还提供了上述胺基功能化聚合物具有很高的二氧化碳捕获和烟气分离潜力，用于高效分离co2/n2和co2/ch4选择性地捕获co2，具有显著的高iast选择性(>256)和34.5cm3/g的高吸附容量，实现从烟气和天然气中捕获痕量co2且可循环使用。
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1.一种胺基功能化聚合物的制备方法，其特征在于：将偶氮二异丁腈溶解于乙酸乙酯中，在溶液中加入二乙烯基苯和胺基功能化单体，室温搅拌均匀后，移至高压釜中，100～120℃反应毕，冷却后自然蒸发，所得产物于60～70℃真空干燥得到胺基功能化聚合物，所述胺基功能化单体为N-（4-乙烯苄基）-N，N -二乙胺、N -（4 -乙烯基）苄基乙二胺、N - 4 -乙烯苄基-二乙醇胺、N,N-二异丙基-4-乙烯基苄胺、N-（4-乙烯苄基）-N,N,N' -三甲基乙二胺中的任一个，胺基功能化单体的聚合比例为2～4。
2. 根据权利要求1所述的一种胺基功能化聚合物的制备方法，其特征在于：所述N-（4-乙烯苄基）-N，N -二乙胺的合成方法为：依次加入二乙胺单体、4-乙烯基苄氯、碳酸钾和二氯甲烷，50℃氮气保护下磁力搅拌反应毕，真空旋蒸去除有机溶剂和未反应的单体，用乙酸乙酯洗涤固体并抽滤，在冰水浴下缓慢向有机相滴加浓盐酸，将产物相用乙醚洗涤后，转入二氯甲烷并在磁力搅拌下加入Na2CO3并搅拌反应毕，抽滤滤液旋干得到。
3. 根据权利要求1所述的一种胺基功能化聚合物的制备方法，其特
4. 根据权利要求3所述的一种胺基功能化聚合物的制备方法，其特征在于，所述的合成方法如下：所述4 -乙烯基氯苄为间位和对位异构体的混合物。
5. 根据权利要求1所述的一种胺基功能化聚合物的制备方法，其特征在于，所述的合成过程如下：所述N - 4 -乙烯苄基-二乙醇胺的合成方法为：4 -氯甲基苯乙烯溶于乙腈溶剂中，再加入Na2CO3和二乙醇胺，在N2气氛中搅拌加热反应后，将反应混合物冷却至室温并进行过滤，滤液通过旋转蒸发除去溶剂，固体用二氯甲烷洗涤，收集有机相，用饱和NaCl水溶液萃取并用无水MgSO4干燥滤液，磁力搅拌下缓慢滴加浓盐酸，油相用乙酸乙酯洗涤三次，后转入二氯甲烷中，磁力搅拌下加入Na2CO3并搅拌至反应结束，抽滤滤液旋干得到。
6.根据权利要求1所述的一种胺基功能化聚合物的制备方法，其特征在于，所述的合成方法如下：所述N,N-二异丙基-4-乙烯基苄胺的合成方法为：将二异丙胺单体、4-乙烯基苄氯和乙醇依次加入后，80℃氮气保护下磁力搅拌反应毕，真空旋蒸去除有机溶剂，然后加入乙醚，在冰水浴搅拌下缓慢滴加浓盐酸，油相用乙醚洗涤后，转入二氯甲烷中，磁力搅拌下加入Na2CO3并搅拌反应毕，抽滤滤液旋干得到。
7. 根据权利要求1所述的一种胺基功能化聚合物的制备方法，其特征在于：所述N-（4-乙烯苄基）-N,N,N' -三甲基乙二胺的合成方法，步骤如下：
8.一种权利要求1所述胺基功能化聚合物在二氧化碳捕获中的应用。
9.根据权利要求8所述的胺基功能化聚合物在二氧化碳捕获中的应用，其特征在于：胺基功能化聚合物用于分离CO2/N2和CO2/CH4中捕获CO2。
...【技术特征摘要】
1.一种胺基功能化聚合物的制备方法，其特征在于：将偶氮二异丁腈溶解于乙酸乙酯中，在溶液中加入二乙烯基苯和胺基功能化单体，室温搅拌均匀后，移至高压釜中，100～120℃反应毕，冷却后自然蒸发，所得产物于60～70℃真空干燥得到胺基功能化聚合物，所述胺基功能化单体为n-（4-乙烯苄基）-n，n -二乙胺、n -（4 -乙烯基）苄基乙二胺、n - 4 -乙烯苄基-二乙醇胺、n,n-二异丙基-4-乙烯基苄胺、n-（4-乙烯苄基）-n,n,n' -三甲基乙二胺中的任一个，胺基功能化单体的聚合比例为2～4。
2. 根据权利要求1所述的一种胺基功能化聚合物的制备方法，其特征在于：所述n-（4-乙烯苄基）-n，n -二乙胺的合成方法为：依次加入二乙胺单体、4-乙烯基苄氯、碳酸钾和二氯甲烷，50℃氮气保护下磁力搅拌反应毕，真空旋蒸去除有机溶剂和未反应的单体，用乙酸乙酯洗涤固体并抽滤，在冰水浴下缓慢向有机相滴加浓盐酸，将产物相用乙醚洗涤后，转入二氯甲烷并在磁力搅拌下加入na2co3并搅拌反应毕，抽滤滤液旋干得到。
3. 根据权利要求1所述的一种胺基功能化聚合物的制备方法，其特征在于，所述n -（4-乙烯基）苄基乙二胺的合成方法，步骤如下：
4. 根据权利要求3所述的一种胺基功能化聚合物的制备方法，其特征在于，所述的合成方法如下：所述4 -乙烯基氯苄为间位和对位异构体的混合物。
5. 根据权利要求1所述的一种胺...
【专利技术属性】
技术研发人员：熊玉兵，沈永淼，吴尖平，谢晓文，王新伟，彭卫平，
申请(专利权)人：浙江理工大学嵊州创新研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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