一种多胺基功能化离子液体及其制备方法和应用.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115945034A(43)申请公布日2023.04.11(21)申请号202310143884.5(22)申请日2023.02.21(71)申请人浙江大学地址310058浙江省杭州市西湖区余杭塘路866号(72)发明人李伟陈玮琪李素静刘凡沈遥陈紫薇罗文福(74)专利代理机构杭州求是专利事务所有限公司33200专利代理师陈升华(51)Int.Cl.B01D53/14(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图2页(54)发明名称一种多胺基功能化离子液体及其制备方法和应用(57)摘要本发明公开了一种多胺基功能化离子液体及其制备方法和应用，其分子组成是其分子组成是四乙烯五胺‑己内酰胺盐，分子式为[TEPAH][CPL]，结构式如式I所示。制备方法，制备简单，易于操作和实施。本发明的新型功能化离子液体作为CO2吸收剂，在水、醇和醚等溶剂中均具有良好的溶解性，形成的离子液体溶液可用于捕集或分离气体中的CO2。该吸收剂不仅具有高效的CO2吸收能力，同时具有再生能耗低的优势。能有效克服传统有机胺及常规离子液体吸收CO2的缺陷，为离子液体未来的工业化应用提供新思路。CN115945034ACN115945034A权利要求书1/1页1.一种多胺基功能化离子液体，其特征在于，其分子是四乙烯五胺‑己内酰胺盐，分子式为[TEPAH][CPL]，结构式如式I所示：2.根据权利要求1所述的多胺基功能化离子液体的制备方法，其特征在于，包括步骤：第一步，将四乙烯五胺和己内酰胺分别溶于无水乙醇中，加入磁子搅拌直至溶液澄清，得到四乙烯五胺溶液和己内酰胺溶液；第二步，将四乙烯五胺溶液和己内酰胺溶液混合，混合溶液在1000～2000r·min‑1的转速搅拌下恒温反应18～30h；第三步，通过减压蒸馏的方法，除去第二步反应产物中未反应的原料和多余的乙醇，得到多胺基功能化离子液体四乙烯五胺‑己内酰胺盐，即[TEPAH][CPL]。3.根据权利要求2所述的多胺基功能化离子液体的制备方法，其特征在于，第一步中，所述的四乙烯五胺和己内酰胺的摩尔比为2:1～1:2。4.根据权利要求2所述的功能化离子液体的制备方法，其特征在于，第一步中，所述的四乙烯五胺溶液的浓度在2～3mol·L‑1，所述的己内酰胺溶液的浓度在2～3mol·L‑1，。5.根据权利要求2所述的多胺基功能化离子液体的制备方法，其特征在于，第二步中，恒温反应的温度为30～50℃。6.根据权利要求2所述的多胺基功能化离子液体的制备方法，其特征在于，第三步中，减压蒸馏的条件为：在60～75℃下减压蒸馏数次，每次1.5～2h至恒重。7.根据权利要求1所述的多胺基功能化离子液体在捕集或分离混合气体中二氧化碳中的应用。8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，包括如下步骤：将含二氧化碳的混合气体通入含多胺基功能化离子液体的溶液中，得到CO2的吸收饱和溶液，再通过加热的方式将饱和溶液进行再生。9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述的含多胺基功能化离子液体的溶液吸收CO2的温度为30～60℃；所述的含二氧化碳的混合气体中CO2的体积百分数为10％～15％。10.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述的饱和溶液在100～120℃的温度下再生30～120min。2CN115945034A说明书1/5页一种多胺基功能化离子液体及其制备方法和应用技术领域[0001]本发明涉及二氧化碳捕集与分离技术领域，具体涉及一种多胺基功能化离子液体及其制备方法和在捕集或分离混合气体中CO2的应用。背景技术[0002]全球气候变化会导致冰川消融、极端气候灾害、农作物减产、生态系统失衡、热带传染病肆虐等问题，是21世纪人类可持续发展面临的重大挑战，世界卫生组织(WHO)已将气候变化列为当前全球人类健康的最大威胁。要阻止全球持续变暖，国内外对于温室气体如二氧化碳排放的问题越来越重视。因此，二氧化碳的控制与减排极为重要。碳捕集、利用与封存技术(CCUS)是目前实现CO2控制与减排较为有效的技术手段。[0003]CO2的捕集主要有燃烧前捕集、富氧燃烧和燃烧后捕集三种方式。其中燃烧后捕集不需要对已有的电厂工艺进行改造，适用于任何一种火力发电厂，可直接在已有的工艺中加入CO2捕集技术。目前，在燃烧后捕集技术中，化学吸收法是应用最为广泛的一种碳捕集方法。不同化学吸收剂虽各具特色，但又存在自身的不足。以一乙醇胺(MEA)为代表的有机胺是一种常用的化学吸收剂。MEA与CO2反应迅速、选择性高，但却存在易降解发泡、腐蚀性强等缺陷。为弥补单一有机胺的缺点，混合胺应运而生。混合胺结合了不同类型有机胺的优势，显著地改善了该类吸收剂捕集CO2的特性。而在实际应用过程中，加热再生的化学吸收剂会产生较高的花