[发明专利]一种多孔聚离子液体复合物的制备、应用及其吸附二氧化碳的方法

说明书

本发明公开了一种多孔聚离子液体复合物的制备方法，以聚离子液体为基体，以离子液体和表面活性剂为增强体复合形成。本发明的多孔聚离子液体复合物中使用表面活性剂具有增加材料孔道结构的效果，离子液体增强体具有能与二氧化碳反应的特点，使聚离子液体复合材料达到高选择性吸附二氧化碳的目的。本发明公开了多孔聚离子液体复合物应用于吸附二氧化碳，本发明公开了多孔聚离子液体复合物吸附二氧化碳的方法，可实现复合物的循环利用。

技术领域

本发明涉及气体吸附领域，特别是涉及一种多孔聚离子液体复合物的制备、应用及其吸附二氧化碳的方法。

背景技术

大气中二氧化碳浓度持续上升引起的温室效应受到全球广泛的关注，其中，燃煤烟气的排放量与温室效应的增加息息相关。工业上利用醇胺水溶液淋洗烟气的方法达到减少二氧化碳排放的目的，但该方法存在二氧化碳脱吸能耗高、设备易腐蚀等缺点。

固体吸附剂因操作简便受到青睐，据报道固体吸附剂离子化可以提高二氧化碳吸附容量。Thomas等[J.Mater.Chem.A,2014,2(30),11825-11829]报道了一种阳离子微孔聚合物CPN-1-Br在273K和1bar CO₂压力下的吸附容量为11.0wt％。李军等[J.Mater.Chem.A.,2018,6(15),6660-6666]通过超临界CO₂干燥技术制备了多孔型离子化交联聚合物PVIm-6-SCD于CO₂的吸附，在273K和1bar CO₂压力下为15.8wt％。尽管研究人员对二氧化碳吸附材料进行了大量的研究，并发现离子化聚合物具有高的CO₂捕集容量和选择性吸附气的潜能，如王军等[Green Chem.,2017,19(11),2675-2686]报道通过付-克烷基化反应制备带咪唑基的多孔超交联离子聚合物HIP-Cl-1在273K和1bar CO₂压力下的CO₂吸附容量为13.7wt％，并且具有相对于N₂为90的选择性，但其在低压下对二氧化碳的吸附效果一直不理想。专利CN 106492758 A提出了一种碳基二氧化碳吸附材料能够在低压下(0.15bar)吸附CO₂，但是其吸附性能不太理想。

发明内容

鉴于此，本发明的目的在于提供一种具有高选择性(特别是低压下)吸附二氧化碳的多孔聚离子液体复合物的制备方法。

本发明另一目的在于提供一种多孔聚离子液体复合物的应用。

本发明的再一目的在于提供一种多孔聚离子液体复合物高选择性吸附二氧化碳的方法。

为了达成上述目的，本发明的技术方案是：

一种多孔聚离子液体复合物的制备方法，以聚离子液体为基体，以具有能够化学吸收二氧化碳的离子液体和具有增加材料孔道结构效果的表面活性剂为增强体复合形成。

进一步地，所述离子液体为以2-羟基吡啶作为阴离子的离子液体。

进一步地，所述表面活性剂为Span 60,Span80,tween 60和tween 80。

进一步地，所述聚离子液体为聚离子液体BzIm，所述聚离子液体BzIm的制备包括如下步骤：在水热釜中加入卤化物、等反应当量的咪唑取代物和乙腈，搅拌至混合均匀后密封，并将水热釜置于60-120℃条件下恒温24-96小时，将得到的固体产物放入水中浸渍，过滤得到固体，所得固体中加入氢氧化钠水溶液，浸渍，过滤得到固体，将该固体中再次放入氢氧化钠水溶液中浸渍，过滤得到的固体用水洗涤至洗涤液呈中性，将洗涤后的固体放入10wt％的2-羟基吡啶水溶液中，搅拌4小时，过滤得到的固体进行冷冻干燥得到聚离子液体基体BzIm。