[发明专利]一种功能性离子液体及制备方法和用途

说明书

本发明公开了一种功能性离子液体及制备方法和用途，该功能性离子液体为1‑氨丙基‑3‑甲基咪唑赖氨酸离子液体、1‑氨丙基‑3‑甲基咪唑丙氨酸离子液体、1‑氨丙基‑3‑甲基咪唑甘氨酸离子液体中的一种，以咪唑溴盐和氨基酸为原料，按等摩尔配比采用二步合成法制备功能性离子液体。该功能性离子液体作为吸收剂用于吸收脱除沼气中的CO₂气体。与现有技术相比，本发明具有操作流程简单、效果显著、低能耗，解决传统吸收剂合成能耗高、过程繁琐等限制；用离子液吸收沼气中的酸性气体，解吸再生后的离子液仍具有良好的吸收能力，能够多次循环利用，且解吸温度低于同类吸收液，大大降低能耗。

技术领域

本发明涉及吸收剂的制备与脱除酸性气体领域，，特别是一种功能性离子液体及制备方法和用途。

背景技术

随着化石能源的不断开发利用，全球范围内面临着能源资源短缺的问题，严重制约着经济的发展。因此，开发利用可再生清洁能源成为弥补化石资源枯竭的一个新的重要方向。其中，沼气作为一种能够再生、燃烧无污染、廉价易得的生物质清洁原料，又对减少温室气体的排放具有重要意义。另外剩余的沼渣、沼液同时又可作为农作物的肥料，提高农作物产量，减少化肥的使用量，降低对水源和土地的污染破坏，为此越来越受到人们的重视。

沼气通常是由厌氧细菌或发酵生物在厌氧条件下把动物粪便、污水、植物秸秆、城市废物等发酵降解产生。产生的沼气主要由甲烷(60-70％)和二氧化碳(30-40％)，以及少量水分、硫化氢、氢气、氮气、氧气等组成。由于原生沼气中甲烷含量较低，为了达到使用标准，必须对沼气进行压缩处理，将沼气中其它气体杂质除去，提高甲烷的纯度。其中CO₂作为酸性气体，对沼气生产装置具有腐蚀作用且不具备可燃性，应当首先考虑从沼气中脱除。目前，从混合气中脱除CO₂常用的方法有：变压吸附法、物理吸收法、化学吸收法、膜分离法等，这些常规的吸收方法都各自存在不同的优缺点。对于化学吸收法，其具有吸收速率快，吸收容量大等优点。但另一方面，化学吸收溶剂对装置具有较大的腐蚀性，解析再生能耗较高。因此，亟待需要合成一种新型的吸收剂。

发明内容

本发明的目的是要解决现有技术中存在的不足，提供一种功能性离子液体及制备方法和用途。

为达到上述目的，本发明是按照以下技术方案实施的：

一种功能性离子液体，所述功能性离子液体为1-氨丙基-3-甲基咪唑赖氨酸离子液体、1-氨丙基-3-甲基咪唑丙氨酸离子液体、1-氨丙基-3-甲基咪唑甘氨酸离子液体中的一种。

另外，本发明还提供了一种功能性离子液体的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：首先将1-氨丙基-3-甲基咪唑溴盐通过离子交换柱进行阴离子交换，得到[APMim]OH中间体；

步骤二：取等摩尔的氨基酸加到第一步制得的[APMim]OH中间体中，在30℃恒温水浴下磁力搅拌24h，待反应结束后用旋转蒸发仪在70℃下去除水分，得到的溶液在真空干燥箱中干燥48h，达到恒重后再用甲醇和乙酸乙酯多次萃取除去未反应的氨基酸，最后真空干燥得到棕黄色功能性离子液体。

另外，本发明还提供了一种功能性离子液体的用途，所述功能性离子液体作为吸收剂用于吸收脱除沼气中的酸性气体，所述沼气中的酸性气体主要为CO₂气体，用本发明的功能性离子液体作为吸收剂用于吸收脱除沼气中的CO₂气体步骤如下：