[发明专利]胺基功能化聚乙二醇双子离子液体及其应用

说明书

本发明公开了胺基功能化聚乙二醇双子离子液体及其捕集二氧化碳的方法。该胺基功能化聚乙二醇双子离子液体的结构通式如下：，其中R₁为烷基；R₂、R₃为H、CH₃或C₂H₅；n为整数，2≤n≤20。在吸收温度为20℃~80℃，再生温度70~180℃条件下，该胺基功能化聚乙二醇双子离子液体可用于捕集烟道气、天然气变换气和合成气中的二氧化碳，具有高吸收速率、高吸收容量、低粘度以及吸收选择性好的优点，因此在大规模捕集二氧化碳领域具有很好的应用前景。

技术领域

本发明属于二氧化碳捕集技术领域，涉及一种采用胺基功能化聚乙二醇双子离子液体捕集二氧化碳的方法，实现二氧化碳的高容量、低能耗、可循环的捕集。

背景技术

二氧化碳的过量排放给全球气候环境造成了严重的负面影响。二氧化碳的排放控制直接关系着工业生产、气候、人类健康和能源利居等方面，因此对二氧化碳捕集技术的研究显得尤为重要和迫切。

目前，利用醇胺水溶液等传统工艺捕集二氧化碳气体具有成本低、捕集速度快、捕集量大等优点，但是此类捕集溶剂存在溶剂易挥发、腐蚀性强、捕集溶剂不易再生等问题，不符合可持续发展的原则。

离子液体是由特定的有机阳离子和有机或无机阴离子组成的在室温或近室温下呈液态的熔盐体系，具有稳定性好、挥发性低、二氧化碳溶解能力强、可设计性等优点，在二氧化碳捕集方面具有很大的应用潜力。 但常规的离子液体吸收二氧化碳属于物理吸收，吸收速率较慢，影响二氧化碳的捕集效果。此外常规离子液体的粘度大，二氧化碳在离子液体中的溶解和扩散速率慢，不利于二氧化碳的捕集，虽然可以通过将离子液体配制成水溶液来降低粘度，但是含有卤素阴离子的离子液体在有水存在的情况下会产生严重的腐蚀问题，阻碍了其在二氧化碳捕集中的工业应用。

发明内容

本发明提供了一种胺基功能化聚乙二醇双子离子液体及其捕集二氧化碳的方法，首先胺基功能化聚乙二醇双子离子液体含有不少于2个胺基，多胺基的引入使得该功能化离子液体具有同有机胺一样的高吸收速率、高吸收容量的特点；其次聚醚结构的引入能够增大了分子间自由体积，有利于相邻分子间的传质，降低离子液体的粘度，使得捕集体系不用加水稀释来降低粘度，从而避免了含有卤素阴离子的离子液体因为水的引入而产生的腐蚀问题；第三，聚醚结构的引入使离子液体的极性更强，减弱离子液体对N₂、CH₄等气体的溶解作用，显著增大其对二氧化碳气体的吸收选择性。

本发明的上述目的通过以下技术方案实现：胺基功能化聚乙二醇双子离子液体，其特征在于：所述的胺基功能化聚乙二醇双子离子液体的结构通式如下：

，其中R₁为烷基；R₂、R₃为H、CH₃或C₂H₅；n为整数，2≤n≤20。

所述的胺基功能化聚乙二醇双子离子液体含有不少于2个胺基。

所述的胺基为伯胺、仲胺或叔胺基团。