[发明专利]低共熔离子液体/金属框架材料用于碳中和的方法

权利要求书

1.低共熔离子液体/金属框架材料用于碳中和的方法，其特征在于：采用低共熔离子液体IL为气体捕获材料，金属有机框架材料Cr-MIL-101为笼状金属有机框架材料，IL与Cr-MIL-101材料结合得到的低共熔离子液体/金属框架材料YCTC-1，在碳达峰、碳中和领域中用于CO₂之诱导、捕获、封压，其中，复合材料YCTC-1的构建具体步骤如下：

步骤1）Cr-MIL-101的制备：将一定量的三价铬盐、对苯二甲酸、离子液体（0.1 g）和一定量的去离子水，依次加入至聚四氟乙烯内衬中，密封反应釜置于190 ~200 ℃烘箱中，反应12~15 h，结束后待溶液自然冷却至室温后，依次用去离子水、乙醇各洗涤3 次，最后在80℃真空干燥箱中干燥2 h，得到金属有机框架材料Cr-MIL-101；其中，三价铬盐是CrCl₃·6H₂O，或者是CrNO₃·9H₂O；离子液体是1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐，或者是1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐，或者是这两种离子液体以任意比例混合而成的混合物；

步骤2）复合材料YCTC-1的制备：将步骤1得到的Cr-MIL-101材料、一定量的氯化胆碱、一定量的去离子水依次加入到反应釜中，负压条件下常温搅拌1~2 h后，恢复常温常压继续搅拌1 h，然后进行程序升温，升温速率为1 ℃ /min，升温到80 ℃恒定温度继续搅拌8 h，然后搅拌条件下自然冷却到常温，加入一定量的醇类物质，再进行程序控升温，升温速率0.5 ℃ /min，缓慢升温到80 ℃，恒定温度继续搅拌8~15 h后停止搅拌自然冷却到常温放置过夜，所得混合物抽滤，用去离子水分别洗涤三次，在60 ℃下真空干燥2 h得到复合材料YCTC-1；其中，醇类物质是甘油或者乙二醇，也可以是两种醇按照任意的质量比进行混合形成的混合物，醇类物质的总质量是氯化胆碱质量的2~3倍；离子液体的负载量是中间体Cr-MIL-101框架材料质量的15~20%；负压的真空度为0.05~0.1 MPa。

2.根据权利要求1所述的低共熔离子液体/金属框架材料用于碳中和的方法，其特征在于：称取一定量的低共熔离子液体/金属框架材料YCTC-1于气体吸收池中，在一定温度下、不断搅拌条件下，通入一定压力的CO₂，待吸收达到平衡后通过吸收池中压力的变化来计算CO₂的吸收量；其中，平衡后的CO₂的分压Pe为0.001 ~ 3 bar，其中优选的Pe为0. 1~3 bar；吸收温度为20 ~ 100 ℃，其中优选的吸收温度为20~40 ℃。

3.根据权利要求1和权利要求2所述的低共熔离子液体/金属框架材料用于碳中和的方法，其特征在于，所述吸收CO₂的应用方法还包括吸收后的吸收剂再生过程，将一定量的已吸收CO₂的复合材料 YCTC-1，置于压力为0.005 bar的密封罐中，控制脱附温度为80 ℃，脱附平衡时间为1.0 h，脱附残留量为0.12 mmol/g；其中脱附温度为60 ~ 120 ℃，优选的脱附温度为70~80 ℃；再生的时间为0.1 ~ 3.0 h，优选的再生时间为1.0 h。