[发明专利]一种用于二氧化碳捕集的离子溶剂相变吸收体系的制备

说明书

本发明通过一部法合成[TETA][Gly]离子液体，与DEEA溶液复配后形成一种离子溶剂相变吸收体系，此相变吸收体系同时具有较高的吸收容量和循环利用性能。该方法简单高效，将三乙烯四胺与甘氨酸等摩尔混合后恒温搅拌后经过旋转蒸发和真空干燥后与DDEA以一定摩尔比例混合形成吸收体系。该吸收体系在较高温下具有优秀的吸收性能而且再生能耗大大降低，可以在一定程度上取代传统醇胺溶液进行二氧化碳的捕集，具有宽广的工业应用前景。

技术领域

本发明是关于化工领域中一种用于二氧化碳捕集的离子溶剂相变吸收体系的制备，在拥有较高吸收性能和再生性能的同时再生能耗较低。利用离子液体的可设计性在离子液体的阴阳离子上同时引入氨基基团，将离子液体溶解于粘度较小的叔胺溶液，得到同时兼具吸收容量大且再生能耗低的二氧化碳吸收体系，在捕集二氧化碳领域有广阔的应用前景。

背景技术

在对CO₂捕集的各项技术的比较中，更多应用的是化学吸收法，最成熟的化学吸收法的代表是醇胺水溶液，在对CO₂的吸收容量和吸收速率上对比于其他吸收剂都有其优势，目前广泛应用于工业上，然而，醇胺水溶液吸收剂存在着吸收剂容易氧化降解、对设备腐蚀性高和能耗较高等问题。离子液体是一种绿色溶剂可用于CO₂的捕集吸收，其在吸收容量和稳定性上有较大的优势，近年来，研究者开发了不同常规离子液体和功能化离子液体用于吸收CO₂，目前存在的问题是：离子液体价格昂贵且制备过程复杂；粘度较大；再生能耗高、再生困难；腐蚀设备。

为解决上述问题，通过离子液体可以设计的特点，设计合成含多个氨基的离子液体，使其克服官能团较少导致吸收容量较小的目的，通过将离子液体与有机叔胺溶液搭配，解决需大量使用离子液体引起成本较贵的问题，同时降低吸收体系的粘度，加入的少量水可以在一定程度上降低对设备的腐蚀。最后利用离子溶剂相变体系使得吸收过程发生分相现象,再生过程只需要再生富相溶液，大大降低用于吸收剂再生的能耗。因此，本实验开发的离子溶剂相变吸收体系有广阔的应用前景。

发明内容

本发明的目的是在对捕集的二氧化碳过程中，制备一种吸收容量大、循环再生性能好、再生能耗低的离子溶剂相变吸收体系，解决传统醇胺溶液制备过程复杂、再生能耗大、腐蚀设备等问题。

本发明是通过以下方式实现的：

步骤1)称取等摩尔量的三乙烯四胺和甘氨酸置于烧杯中，加入一定量的去离子水使两者混合成澄清的液体，将混合溶液转移到三颈烧瓶中，将烧瓶放置在恒温搅拌水浴锅中，打开冷凝水管并开启电磁搅拌装置，通入N₂保护，将混合物在一定温度下反应一段时间，得到离子液体粗品。将得到的离子液体取出，使用真空旋转蒸发仪在一定温度下进行旋蒸，除去未反应的反应物和部分水。再将旋蒸后的离子液体置于一定温度下的真空干燥箱中干燥一段时间，得到目标离子液体[TETA][Gly]，密封保存备用

步骤2)将一定摩尔比例下的[TETA][Gly]溶解于叔胺溶液DEEA，加入一定量的水使其完全溶解其中，形成均相离子溶剂相变吸收体系。

进一步优选

步骤1)所述的一定温度为10-30℃，优化为20-30℃

步骤1)所述的一段时间为8-24h，优化为8-12h

步骤1)所述的旋转蒸发温度为60-90℃，优化为70-80℃

步骤1)所述的真空干燥温度为60-90℃，优化为70-80℃

步骤1)所述的真空干燥时间为12-48h，优化为24-48h

具体实施方式

实施例1