[發明專利]胺基功能化聚乙二醇雙子離子液體及其應用

有效

• 申請號: 201810915699.2
• 申請日: 2018-08-13
• 公開（公告）號: CN110813058B
• 公開（公告）日: 2021-11-12
• 發明（設計）人: 江洋洋;毛松柏;黃鐘斌;陳曦
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中石化南京化工研究院有限公司
• 主分類號: B01D53/78
• 分類號: B01D53/78;B01D53/62;B01D53/96
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 王崇

本發明公開了胺基功能化聚乙二醇雙子離子液體及其捕集二氧化碳的方法。該胺基功能化聚乙二醇雙子離子液體的結構通式如下：，其中R₁為烷基；R₂、R₃為H、CH₃或C₂H₅；n為整數，2≤n≤20。在吸收溫度為20℃~80℃，再生溫度70~180℃條件下，該胺基功能化聚乙二醇雙子離子液體可用于捕集煙道氣、天然氣變換氣和合成氣中的二氧化碳，具有高吸收速率、高吸收容量、低粘度以及吸收選擇性好的優點，因此在大規模捕集二氧化碳領域具有很好的應用前景。

技術領域

本發明屬于二氧化碳捕集技術領域，涉及一種采用胺基功能化聚乙二醇雙子離子液體捕集二氧化碳的方法，實現二氧化碳的高容量、低能耗、可循環的捕集。

背景技術

二氧化碳的過量排放給全球氣候環境造成了嚴重的負面影響。二氧化碳的排放控制直接關系著工業生產、氣候、人類健康和能源利居等方面，因此對二氧化碳捕集技術的研究顯得尤為重要和迫切。

目前，利用醇胺水溶液等傳統工藝捕集二氧化碳氣體具有成本低、捕集速度快、捕集量大等優點，但是此類捕集溶劑存在溶劑易揮發、腐蝕性強、捕集溶劑不易再生等問題，不符合可持續發展的原則。

離子液體是由特定的有機陽離子和有機或無機陰離子組成的在室溫或近室溫下呈液態的熔鹽體系，具有穩定性好、揮發性低、二氧化碳溶解能力強、可設計性等優點，在二氧化碳捕集方面具有很大的應用潛力。 但常規的離子液體吸收二氧化碳屬于物理吸收，吸收速率較慢，影響二氧化碳的捕集效果。此外常規離子液體的粘度大，二氧化碳在離子液體中的溶解和擴散速率慢，不利于二氧化碳的捕集，雖然可以通過將離子液體配制成水溶液來降低粘度，但是含有鹵素陰離子的離子液體在有水存在的情況下會產生嚴重的腐蝕問題，阻礙了其在二氧化碳捕集中的工業應用。

發明內容

本發明提供了一種胺基功能化聚乙二醇雙子離子液體及其捕集二氧化碳的方法，首先胺基功能化聚乙二醇雙子離子液體含有不少于2個胺基，多胺基的引入使得該功能化離子液體具有同有機胺一樣的高吸收速率、高吸收容量的特點；其次聚醚結構的引入能夠增大了分子間自由體積，有利于相鄰分子間的傳質，降低離子液體的粘度，使得捕集體系不用加水稀釋來降低粘度，從而避免了含有鹵素陰離子的離子液體因為水的引入而產生的腐蝕問題；第三，聚醚結構的引入使離子液體的極性更強，減弱離子液體對N₂、CH₄等氣體的溶解作用，顯著增大其對二氧化碳氣體的吸收選擇性。

本發明的上述目的通過以下技術方案實現：胺基功能化聚乙二醇雙子離子液體，其特征在于：所述的胺基功能化聚乙二醇雙子離子液體的結構通式如下：

，其中R₁為烷基；R₂、R₃為H、CH₃或C₂H₅；n為整數，2≤n≤20。

所述的胺基功能化聚乙二醇雙子離子液體含有不少于2個胺基。

所述的胺基為伯胺、仲胺或叔胺基團。