[發(fā)明專利]一種利用低共熔溶劑捕集一氧化氮的方法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 201810191660.0 | 申請日： | 2018-03-08 |
| 公開（公告）號： | CN108310917A | 公開（公告）日： | 2018-07-24 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 張呂鴻;孫永利;魏光森;澹臺曉偉;姜斌;黃兆賀 | 申請（專利權(quán)）人： | 天津大學(xué) |
| 主分類號： | B01D53/14 | 分類號： | B01D53/14 |
| 代理公司： | 天津?yàn)I海科緯知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 12211 | 代理人： | 李莎 |
| 地址： | 300072*** | 國省代碼： | 天津;12 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一氧化氮 低共熔溶劑 捕集 四氮唑 吸收劑 一氧化氮?dú)怏w 高效吸收 氫鍵供體 去質(zhì)子化 吸收效率 傳統(tǒng)的 吸收量 溶劑 減小 脫附 吸收 合成 | ||
本發(fā)明創(chuàng)造提供了一種利用低共熔溶劑捕集一氧化氮的方法，包括利用低共熔溶劑吸收一氧化氮的步驟，所述低共熔溶劑中包括作為氫鍵供體的四氮唑。本發(fā)明創(chuàng)造與傳統(tǒng)的吸收一氧化氮的溶劑相比，本發(fā)明是利用低共熔溶劑中的四氮唑易于去質(zhì)子化，與一氧化氮作用反應(yīng)生成?NONO，可實(shí)現(xiàn)高效吸收一氧化氮?dú)怏w。本發(fā)明的一氧化氮吸收劑，具有合成簡單，粘度小，并且隨著吸收量增加吸收劑粘度減小，吸收效率高，最高可達(dá)每摩爾低共熔溶劑捕集2.1摩爾一氧化氮，而且具有脫附效果良好的特點(diǎn)。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種化學(xué)方法，具體的說，是一種利用四氮唑低共熔溶劑捕集一氧化氮的方法。
背景技術(shù)
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，環(huán)境污染問題也越來越嚴(yán)重，其中大氣污染也直接影響人們的身體健康以及生存環(huán)境的穩(wěn)定性。氮氧化合物(NOx)作為大氣污染的主要成分，容易造成酸雨和光化學(xué)煙霧等環(huán)境問題，此外也參與形成PM2.5，從而對人類的健康和環(huán)境的平衡產(chǎn)生了破壞。人類排放的氮氧化合物大部分產(chǎn)生于對各種化石燃料的使用，特別是煤炭在高溫下燃燒，產(chǎn)生的氮氧化合物中一氧化氮的比例高達(dá)90％。在工業(yè)上，經(jīng)常采用脫硝的方法將氮氧化合物(NOx)還原為氮?dú)?N2)，主要包括選擇性催化還原法(SCR)、非選擇性催化還原法(SNCR)、吸附法(LOTO)、離子體活化法(LPC)、光催化法等。雖然種類繁多，但是每種方法中有自身的局限性，如SCR、SNCR要求技術(shù)高，溫度高，成本高，設(shè)備嚴(yán)格，催化劑易中毒；LOTO運(yùn)行成本高及LPC脫硝效率低等。綜上所述，傳統(tǒng)的脫硝方法已經(jīng)不能滿足工業(yè)和環(huán)境發(fā)展的需求，高效節(jié)能低成本的氮氧化合物捕集方法是環(huán)境發(fā)展趨勢及需求。
有些學(xué)者致力于利用離子液體捕集一氧化氮，得益于其獨(dú)特的優(yōu)勢，如低的蒸汽壓，高的熱穩(wěn)定性和耐燃性，甚至可以改變陰離子和陽離子來實(shí)現(xiàn)離子液體的功能化。王從敏在2016年合成了一種堿性功能化離子液體用于一氧化氮的吸收(CN 201611031893.1)。但是功能化離子液體受到制備過程復(fù)雜，制備成本高等條件的限制。
近幾年，一種新型的離子液體類似物叫做低共熔溶劑，引起了眾多學(xué)者的興趣。低共熔溶劑是指由一定化學(xué)計(jì)量比的氫鍵受體(如季銨鹽)和氫鍵給體(如酰胺、羧酸和多元醇等化合物)組合而成的兩組分或三組分低共熔混合物，其凝固點(diǎn)顯著低于各個(gè)組分純物質(zhì)的熔點(diǎn)。由Abbott等人于2003年首次報(bào)道。低共熔溶劑的物理化學(xué)性質(zhì)與離子液體非常相似，因此也有人把它歸為一類新型離子液體或離子液體類似物。低共熔溶劑具有合成簡單，成本低，污染低的特點(diǎn)。目前已有大量報(bào)道將低共熔溶劑應(yīng)用于氣體捕集(如CO2，SO2，H2S)中。最近，本課題組報(bào)道了利用基于1,3-二甲基脲低共熔溶劑和基于1,3-二甲基硫脲低共熔溶劑吸收一氧化氮的文章，但是由于吸收一氧化氮?dú)怏w后，吸收劑的粘度增大(粘度值一般大于100mPa·s)，難以應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)中。因此，合成采用粘度更小的基于四氮唑低共熔溶劑，用其來吸收一氧化氮。本申請實(shí)施例中吸收一氧化氮?dú)怏w后，吸收劑的粘度范圍在3.15～9.85mPa·s之間，小于傳統(tǒng)吸收劑，有利于一氧化氮捕集過程的傳質(zhì)及物料輸送并有望應(yīng)用于實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種四氮唑低共熔溶劑進(jìn)行一氧化氮捕集的方法，主要是設(shè)計(jì)合成不同的低共熔溶劑，應(yīng)用于一氧化氮的捕集中，利用四氮唑與一氧化氮生成-NONO，從而實(shí)現(xiàn)高效捕集一氧化氮的一種新方法。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明創(chuàng)造的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：
一種利用低共熔溶劑捕集一氧化氮的方法，包括利用低共熔溶劑吸收一氧化氮的步驟，所述低共熔溶劑中包括作為氫鍵供體的四氮唑。
本申請利用四氮唑低共熔溶劑來捕集一氧化氮，對氧化氮吸收效率相對于其他方法大大提高。
作為優(yōu)選，所述低共熔溶劑中氫鍵供體和氫鍵受體的摩爾比為0.1：1～3:1。
作為優(yōu)選，所述低共熔溶劑包括但不限于以下組份：
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