[发明专利]一种聚乙二醇链连接的双阳离子离子液体、制备方法及SO2

说明书

本发明公开了一种聚乙二醇(PEG)链连接的双阳离子离子液体、制备方法及SO₂的捕集方法。一种聚乙二醇(PEG)链连接的双阳离子离子液体，所述离子液体组合物包含：阴离子；以及阳离子，所述阳离子为：其中，R为C_mH_2m+1，所述m为整数，且0≤m≤10；所述n为整数，且1≤n≤12。通过PEG链连接两个咪唑或咪唑类似物的双咪唑阳离子配合不同类型阴离子，形成稳定、低毒的PEG链连接的功能化双阳离子离子液体，并将其用于SO₂处理，可实现高效、可逆的吸收效果。

技术领域

本发明属于化工技术领域，具体涉及一种聚乙二醇链连接的双阳离子离子液体、制备方法及SO₂的捕集方法。

背景技术

近年来随着国内经济的快速发展，化石燃料燃烧所产生的大量SO₂的污染问题已成为一个影响人类命运的全球性问题。传统的烟气脱硫(FGD)方法一般使用碱性物质从烟气中有效去除SO₂，如石灰石-石膏浆液吸收、氨水洗涤或有机胺吸收等，已被广泛应用于实际工业生产过程中，但这些方法有在应用中均存在一些问题，如石灰石-石膏法会产生大量硫酸钙固体废物，造成水资源的浪费和管道堵塞；氨法和有机碱法具有吸收容量低，挥发性吸收剂损失和再生能耗高等缺点。由于离子液体具有优异的性能，如热稳定性和化学稳定性高，蒸气压可忽略不计，液体状态温度范围宽，可调性好等优点，离子液体具有成为可逆吸收SO₂的替代吸收剂的潜力。Han等首次合成并使用功能化的四甲基胍乳酸盐离子液体从含8％体积分数SO₂的模拟烟气中捕集SO₂，发现1mol四甲基胍乳酸盐离子液体可通过物理和化学吸收相结合，在40℃和0.1MPa条件下吸收0.978mol的SO₂(Angew Chem IntEdit.2004,2415)。此后，各种离子液体，如胍基、醇胺基、羧酸基、酚基、唑基和负载型离子液体，被用于捕获和分离SO₂。尽管离子液体可以通过SO₂强的化学作用获得高吸收能力，但这也意味着解吸更困难，吸收剂再生需要更多的能量和时间。此外，部分所合成的离子液体的热稳定性差，会限制其实际工业应用。

上述现有技术存在以下缺点；

1、现有技术中的离子液体的热稳定性差，会限制其实际工业应用。关于使用PEG连接的功能化双阳离子离子液体吸收SO₂的研究较少。

2、现有技术中离子液体可以通过SO₂强的化学作用获得高吸收能力，但这也意味着解吸更困难，吸收剂再生需要更多的能量和时间。

3、其他常规SO₂的处理方法如石灰石-石膏法会产生大量硫酸钙固体废物，造成水资源的浪费和管道堵塞；氨法和有机碱法具有吸收容量低，挥发性吸收剂损失和再生能耗高等缺点。

因此，找到或设计一类具有低挥发性、高效率和可逆性等优点的新型吸收剂至关重要。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种聚乙二醇(PEG)链连接的双阳离子离子液体、制备方法及SO₂的捕集方法。通过PEG链连接两个咪唑或咪唑类似物的双咪唑阳离子配合不同类型阴离子，形成稳定、低毒的PEG链连接的功能化双阳离子离子液体，并将其用于SO₂处理，可实现高效、可逆的吸收效果。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种聚乙二醇(PEG)链连接的双阳离子离子液体，所述离子液体组合物包含：

(c)阴离子；以及

(d)阳离子，所述阳离子为：

其中，R为C_mH_2m+1，所述m为整数，且0≤m≤10；所述n为整数，且1≤n≤12。