[發明專利]一種二氧化碳氣體吸收捕集介質及其使用方法

無效

• 申請號: 201310648248.4
• 申請日: 2013-12-04
• 公開（公告）號: CN103638782A
• 公開（公告）日: 2014-03-19
• 發明（設計）人: 和吉
• 申請（專利權）人: 寧波賽茵特科技服務有限公司
• 主分類號: B01D53/18
• 分類號: B01D53/18
• 代理公司: 山東舜天律師事務所 37226
• 代理人: 曲成武

技術領域

本發明涉及一種二氧化碳氣體吸收捕集介質及其使用方法，高效、高選擇性的吸收二氧化碳，達到凈化氣體的目的。

背景技術

全球氣候變暖，海平面上升已經威脅到人類的可持續發展。而溫室氣體二氧化碳被認為是氣候變暖，海平面上升的主要元兇之一。溫室氣體二氧化碳的減排已經成為國際社會普遍面臨的一個緊迫問題。我國政府已經莊嚴承諾，在十二五期間要將單位GDP的二氧化碳的排放量降低40%左右。要達到這個目標，就必須發展新型的二氧化碳分離與捕集技術。

目前二氧化碳脫除技術主要有溶劑吸收法、變壓吸附法、膜分離法以及低溫分餾法等。

所謂溶劑吸收法，就是用堿性的溶液，一般是氫氧化鈉、前氧化鈣以及碳酸鈉等，在常溫或者加壓的情況下吸收二氧化碳，將其轉化為碳酸鹽沉淀的形式。這種方法雖然簡單，投資小見效快，但其有著明顯的弊端，就是容易產生大量的固體垃圾，有很嚴重的二次污染的問題。

變壓吸附以及膜分離的方法，是近年來迅速發展的一種新型方法，具有高效，快速，適合分離與捕集微量二氧化碳的特點。但由于其投資較大，目前只能用于食品（生產碳酸型飲料）、二氧化碳瓶裝氣體等對二氧化碳濃度要求較高的領域。而低溫分餾的方法，則適合將二氧化碳作為雜質來進行分離，對于捕集則毫無用處。

中國專利（申請號201110038201.7）公開了一種有機胺類二氧化碳吸收劑的離子添加劑，采用有機胺來吸收二氧化碳氣體。有機胺類二氧化碳吸收劑的離子添加劑，所述有機胺類二氧化碳吸收劑的離子添加劑含有質量百分數為0.01%-5%Rb[UO₂SeO₄(OH)·H₂O]和質量百分數為0.01%-5%的Cu₂(CO₃)(OH)₂；該有機胺類二氧化碳吸收劑的離子添加劑同有機胺聯合使用同不使用添加劑的有機胺相比，其氧化速率降低約50%。但采用有機胺作為二氧化碳的吸收劑，使用了揮發性的有機溶劑，環境部友好。

中國專利（專利號ZL.92108508.7）公開了一種二氧化碳吸收劑及其制備方法，屬于吸附氣體的固體吸附劑。它以膨脹珍珠巖為載體，與氫氧化鈉溶液混合并真空脫水制得，珍珠巖與氫氧化鈉的重量百分比為20-4-％和60-80%。本發明的吸收劑雖然具有持載能力強，吸收效率高、容量大、氣阻小、制備方便、成本低及無毒的優點，顏色顯示明顯，可在氣體純化和氣體分析中廣泛應用，但同樣會帶來吸收后所產生的碳酸鹽固體所產生的二次污染問題，此外，該方法也不適合大規模的使用。

鑒于此，急需要尋找新的二氧化碳高效、高選擇性的吸收方法，來消除上述方法所帶來的種種弊端。通過相關專利檢索，還未見本發明中有關結構的離子液體用于二氧化碳的吸收。

離子液體，顧名思義，就是完全由陰陽離子所組成的化合物。不同的陰陽離子能夠組合出種類繁多的離子液體。通過選擇不同的陰陽離子，或者直接引入特定的官能團進行修飾,對離子液體的性質，如熔點、粘度、疏水性進行調整，來滿足不同的需要，設計出能夠對酸性氣體，特別是二氧化碳具有較高的選擇性與溶解度的離子液體來。

離子液體幾乎沒有揮發性的特點使其與傳統的吸收溶液相比具有先天的優勢，這主要體現在吸收過程中,離子液體不會進入氣相，由此帶來兩個方面的優點。一方面，離子液體不會因為自身的揮發帶來損失；另一方面，凈化后的氣體以及解吸得到的氣體中也不會含有吸收介質。通過我們的實驗研究發現，該新型離子液體對酸性氣體的吸收主要過程為物理吸收過程。我們通過計算機模擬結合實驗的手段，設計出了對酸性氣體，特別是二氧化碳等具有良好吸附與溶解性能的新型離子液體，為大氣凈化與污染氣體減排提供了新的思路。

發明內容

本發明提供一種二氧化碳氣體吸收捕集介質及其使用方法，其能夠高效，高選擇性的吸收二氧化碳氣體，具有選擇性好，吸附量大、可重復使用的特點。

一種二氧化碳氣體吸收捕集介質，其特征是，所述二氧化碳氣體吸收捕集介質為功能化的離子液體，其由陰離子、陽離子按照摩爾比1：1組成：

其中，所述陽離子為：

所述陰離子為：

一種二氧化碳氣體吸收捕集介質的使用方法，其特征是，包括二氧化碳氣體吸收和例子液體的再生，所述二氧化碳氣體吸收溫度為10～45℃，吸收二氧化碳的分壓為0.02～0.1MPa，吸收時間為30～60分鐘；所訴例子液體的再生包括加熱解吸附，加熱溫度為80～100℃，再生時間為60～80分鐘。