[发明专利]用于捕集CO2

说明书

本发明公开了一种用于捕集CO₂气体的复配离子液体分离膜的制备方法，将离子液体[Bmim][PF₆]、[EMIm][N(CN)₂]和[HMIm][NTf₂]中的一种，和胆碱脯氨酸功能化离子液体按照一定比例进行复配。利用甲醇作为媒介，采用真空浸渍法，将复配离子液体引入聚醚砜微滤膜孔道中，实现膜材料的制备。与现有技术相比，不使用液体溶剂，解决了传统吸收法吸收剂加热再生的高能耗、溶剂易分解和腐蚀严重的问题。同时采用绿色环保的离子液体进行复配，解决了单一离子液体无法兼顾高渗透通量和高选择性的问题。制备的分离膜材料性能稳定、制备方法简单，在CO₂捕集领域会有较大的应用价值。

技术领域

本发明属于气体分离膜材料制备领域，尤其涉及一种复配离子液体分离膜的制备方法及其在CO₂气体分离上的应用。

背景技术

近年来，由于现代工业对化石能源(石油、煤、天然气等)的过度依赖，造成CO₂过度排放，引起了温室效应等一系列环境问题，CO₂减排形势严峻。开发新型CO₂捕集技术成为学术界和企业界关注的热点。目前，CO₂减排方法主要包括：选择性吸收和吸附法、催化转化法和膜分离法。其中膜分离法由于具有节能、环境友好、操作简单、占地面积少等优点，受到了广泛关注。

中国专利CN 102631843 A公开了一种可用于分离气体中CO2的离子液体支撑液膜的制备方法。采用物理浸渍法将离子液体植入多孔膜材料的孔道中，实现离子液体支撑液膜的制备，获得较高的CO₂ 渗透通量和较大的气体分离因子或无机多孔膜材料中制得离子液体支撑液膜，用于分离气体中的CO₂，可以获得较高的CO₂渗透通量和较大的气体分离因子，并且能够延长支撑液膜的使用寿命。然而单一的离子液体很难实现高渗透通量和高选择性的兼顾，黏度较高则渗透通量降低，与CO₂相互作用弱则选择性降低。

中国专利CN 102008870 A公开了一种离子液体的CO₂捕集剂及其制备方法。该方法对离子液体进行功能化设计，得到的捕集剂在吸收CO₂过程中具有高的再生速率和再生效率，可用于塔柱类吸收器和膜吸收过程。此种方法属于传统的吸收法，再生过程需要耗费大量能量，操作复杂、设备投资高。

发明内容

本发明的目的是针对现有离子液体分离膜用于CO₂分离技术中，存在高渗透通量和高选择性无法同时实现的问题，提供一种选用复配离子液体分离膜的方法，实现分离CO₂过程的高渗透通量和高选择性。同时，本发明选用的胆碱脯氨酸价格低廉、可生物降解，复配的离子液体稳定性好、用量少，在CO₂捕集领域具有广阔的前景。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：用于捕集CO₂气体的复配离子液体分离膜的制备方法，其特征在于所述的复配离子液体采用真空浸渍法向微孔膜内负载离子液体。

一般地，所述复配离子液体包含胆碱脯氨酸功能化离子液体，以及离子液体[Bmim][PF₆]、[EMIm][N(CN)₂]和[HMIm][NTf₂]中的一种。

所述复配离子液体中，胆碱脯氨酸功能化离子液体与 [Bmim][PF₆]、[EMIm][N(CN)₂]和[HMIm][NTf₂]中的一种质量比在1:0~1:10之间。

所述复配离子液体中，胆碱脯氨酸功能化离子液体与 [Bmim][PF₆]、[EMIm][N(CN)₂]和[HMIm][NTf₂]中的一种质量比在1:0~1:3之间。