[发明专利]一种二硫化碳储集材料的快速合成方法

说明书

本发明是一种基于有害气体CS₂的捕集并快速制备二硫化碳储集材料(CS₂SM)的方法。该方法以乙二胺及其衍生物和乙二醇类多元醇为主要体系组成，以捕集各种类型工业废气以及工业原料气中的CS₂，并快速合成CS₂SM固体，经甲醇、乙醇、二氯甲烷和(或)三氯甲烷等有机溶剂处理后，过滤、真空干燥得到白色CS₂SM固体粉末。结果表明CS₂SM以二硫代烷基碳酸盐的形式储集CS₂、CS₂捕集量大、常温常压下较为稳定，可用为化学肥料和一步法纳米金属硫化物光催化剂的制备原料。该合成方法具备反应条件温和、能耗低、成本低廉等优势，在CS₂捕集与利用技术等方面的研究与应用，以及对推动新型CS₂储集材料的制备及利用有着重要的意义。

技术领域

本发明是基于工业废气CS₂的捕集并实现CS₂在常温常压条件下的活化及快速转化合成二硫化碳储集材料(CS₂SM)的方法。属于环境保护和新型材料技术领域。

背景技术

二硫化碳是一种恶臭有毒的有机硫化合物，1990年美国洁净空气法修正案将其列为三类危险污染物。大气中CS₂的来源主要有两个方面：一是工业废气的排放，这是最主要的来源；二是来自于自然界中动植物的腐烂分解产物。我国是生产和销售CS₂的大国，但因其工艺路线及设备相对落后，CS₂污染较为严重。在一些传统化工过程中，比如粘胶纤维生产过程中大量使用CS₂作为溶剂，因而产生了大量含CS₂的有机气体。据相关统计，在上世纪90年代全球CS₂排放总量超过了90万吨。因此，发展高效的CS₂控制及资源化技术，对于减缓和控制CS₂浓度具有重要意义。

目前，我国脱除CS₂的方法分为干法脱硫和湿法脱硫。但这两种方法均存在不足之处。湿法脱硫采用吸收再生模式，吸收剂吸收或与天然气中含硫组分反应，富液到再生塔再生出吸收剂后循环使用，但需不断补充脱硫剂，装置重、设备多、能耗大、流程复杂，生产过程中所产生的脱硫剂废液需要再处理。干法脱硫则需要高温条件，工序复杂且投资大，后续处理将导致二次污染，更重要的是各种脱硫剂的负荷都比较低等缺点。为此，该方法选择乙二醇类多元醇作为胺的固定剂和CS₂的活化剂，减少醇胺体系在捕集CS₂过程中胺的挥发损失、降低溶剂的再生能耗、提高胺的利用率，以实现CS₂的高效活化并快速转化为一种新型高储存量的CS₂SM粉末。这对我国减少CS₂的排放，实现CS₂的高效利用有着非常重要的实际意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种以乙二胺及其衍生物和乙二醇类多元醇为主要组成体系，快速捕集工业气体(主要为各种类型的工业废气以及工业原料气)中的CS₂，并实现CS₂在常温常压条件下的高效活化并快速转化为一种新型的二硫化碳储集材料(CS₂SM)的方法。

为实现上述目的，本发明提供的一种二硫化碳储集材料的快速合成方法。是将乙二醇类多元醇作为胺及其衍生物的固定剂和CS₂的活化剂，减少EDAs+EGs混合体系在CS₂捕集过程中胺的挥发损失、降低溶剂的再生能耗、提高胺的利用率及改善溶剂的脱硫性能。另一方面，基于EGs对CS₂的亲和性，EGs可作为质子供体和CS₂活化剂，EDA作为质子受体，并将捕集到的CS₂以-CS₂O-的形式储存于材料中。