[发明专利]一种水基共聚微球二氧化碳吸收剂及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种水基共聚微球二氧化碳吸收剂及其制备方法和应用，属于二氧化碳吸收技术领域。本发明首先以含有Rsubgt;1/subgt;取代基的丙烯酸与氯代试剂反应得到含有Rsubgt;1/subgt;取代基的丙烯酰氯；再用含有Rsubgt;1/subgt;取代基的丙烯酰氯与含有Rsubgt;4/subgt;和Rsubgt;5/subgt;取代基的烷基胺反应得到化合物P；最后结构式为、、（或）的P、Q、S进行聚合得到水基共聚微球二氧化碳吸收剂；其中Rsubgt;1/subgt;为H或CHsubgt;3/subgt;，Rsubgt;2/subgt;为CHsubgt;3/subgt;、或，Rsubgt;3/subgt;为H、COOH或，Rsubgt;4/subgt;、Rsubgt;5/subgt;均为含有1~4个C的直链或支链烷基；n=1~5。本发明制备的水基共聚微球吸收剂含氮量高（氮密度高）、二氧化碳吸收能力强，同时合成方法简单对碳中和、碳减排具有非常重要的理论和现实意义。

技术领域

本发明涉及二氧化碳吸收技术领域，具体涉及一种水基共聚微球二氧化碳吸收剂及其制备方法和应用。

背景技术

聚合物微球通常是指形状为球形或者类似球形的几何体，尺寸在微米级甚至纳米级的聚合物材料或者聚合物复合材料。由于其具有粒径小、比表面积大、高扩散移动性、高负载能力以及良好的表面可修饰性，在生物医药工程、高效液相色谱、污水处理、分离纯化、建筑材料等领域具有广阔的应用，是近年来功能高分子材料及其相关应用领域备受瞩目的研究方向之一。聚合物微球材料因其特殊的尺寸和特定的结构，在药物递送、塑料添加及、废水处理、化学催化等诸多领域显示出了良好的应用前景。

在聚合物微球的应用研究过程中，多孔结构聚合物微球的开发近年来引起了广泛的关注。与实心微球相比，多孔微球具有低密度、高比表面积、重量轻、高渗透选择性以及良好的隔音和隔热性能等诸多优点，使其赋予了更多的结构与功能的可修饰性空间。虽然诸多具有特定功能和结构的聚合物微球材料已被开发出来，并成功运用于生物医药、石油炼化等领域，但面对日益严苛的使用需求和高性能要求，兼具结构特色和功能特点的聚合物微球材料依然难以满足当前的需求，仍有很大的发展空间。

近几十年来由温室效应引起的气候变化，严重影响环境、社会以及经济的发展。其中二氧化碳对温室效应的贡献占据了相当大的比重，其作为温室气体中主要成分之一，对其进行分离与捕集已成为全球研究的热点。目前在碳捕集过程中使用的吸收剂主要方法是化学吸收，具体是指使用化学吸收剂与二氧化碳发生化学反应对二氧化碳进行吸收，由于反应过程中化学键的生成，吸收剂再生时需要较大的热量使化学键断开，造成了吸收剂再生相对困难，其优势在于吸收能力较强，适用于气体流量大二氧化碳的捕集分离。

开发具有结构新颖、二氧化碳吸收能力强，同时合成方法简单，易于工业化生产的聚合物微球材料，对固碳减排具有非常重要的理论和现实意义。

发明内容

针对上述现有技术，本发明的目的是提供一种水基共聚微球二氧化碳吸收剂及其制备方法和应用。本发明的水基共聚微球吸收剂含氮量高（氮密度高）、二氧化碳吸收能力强，同时合成方法简单对碳中和、碳减排具有非常重要的理论和现实意义。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的第一方面，提供一种水基共聚微球二氧化碳吸收剂，所述水基共聚微球二氧化碳吸收剂为含有至少一个重复结构单元的聚合物；所述重复结构单元包括A、B、C、D结构式中的至少三种；

所述A、B、C、D分别为：

；

其中，R₁为H 或CH₃，R₂为CH₃、或，R₃为H、COOH 或，R₄、R₅均为含有1~4个C的直链或支链烷基；n=1~5。