[发明专利]一种胺基功能化的硫化氢多孔聚合物吸附剂的制备方法

说明书

本发明公开了一种胺基功能化的硫化氢多孔聚合物吸附剂的制备方法，本发明以联吡啶(BPY)、联咪唑(BIMZ)或苯并咪唑(BMZ)为单体，以4,4’‑二氯甲基‑1,1’‑联苯(BCMB)、1,4‑对二氯苄(DCX)或1,4‑对二溴苄(DBX)作为交联剂，混合后加入到1,2‑二氯乙烷(DCE)中，在60～90℃下反应12～48小时后得到胺基功能化的硫化氢多孔聚合物吸附剂前体，胺基功能化的硫化氢多孔聚合物吸附剂前体和多胺在甲苯中混合，并在80～100℃下反应48～72小时获得胺基功能化的硫化氢多孔聚合物吸附剂，本发明与现有技术相比具有选择性高，底物普适性强，形成的聚合物具有高比表面积，反应条件温和，吸附剂易分离回收，是一种可循环使用的高效硫化氢吸附剂，在硫化氢吸附领域有着巨大的发展潜力。

技术领域

本发明涉及吸附剂制备技术领域，具体是一种胺基功能化的硫化氢多孔聚合物吸附剂的制备方法。

背景技术

现如今最重要的三大化石燃料：石油、天然气和煤炭，其中天然气是最清洁的化石燃料。天然气作为一种清洁高效的能源，其具备高效、清洁及运输方便等特点而备受广泛关注。天然气是一种主要含有碳氢的混合气体，同时在天然气中也含有无用、有毒的气体组分。H₂S则是其中的有毒气体组分之一。H₂S 是一种无色、与空气混合遇明火极易爆炸的具有臭鸡蛋气味的酸性气体，同时， H₂S也广泛存在于煤层气和沼气中，工业废气中的硫化氢主要来源于炼油厂、天然气净化厂、煤气净化厂、冶炼厂、氮肥厂、农药厂等。H₂S会对人体和生物健康产生危害，对设备造成腐蚀，使催化剂中毒等。各国对工作场所中H₂S的含量有相关的规定，我国规定工作场所中的H₂S最高允许浓度为10mg/m³。因此，多年来各国研究人员对天然气、煤层气和沼气中等含硫气体的脱硫问题进行了大量研究。

目前，用于脱硫的方法有湿法脱硫和干法脱硫两类。湿法脱硫是利用特定的吸收剂与气体逆流接触将H₂S脱除，吸收H₂S的富液通过再生进行循环利用。常见的湿法脱硫法主要有低温甲醇法、N甲基吡咯烷酮法、液相氧化法和醇胺吸收法等。低温甲醇法因甲醇有毒，需要在设备当中增加制冷系统，这给操作和维修带来了一定的困难；N甲基吡咯烷酮法在实际运用中需要粗脱H₂S到100 mg/m³，然后使用ZnO进行精脱才能满足后续工艺；液相氧化法和醇胺吸收法脱硫效率高，可连续操作，但工艺复杂且容易产生二次污染。常见的干法脱硫法主要有金属化合物法、活性炭吸附法、分子筛法、膜分离法等。金属化合物法经过改良后得到了工业上的运用，具有能耗低、工艺操作简单等优势；活性炭吸附法在再生过程中损失大而很难大规模推广；分子筛法、膜分离法主要使用于气体精细脱硫，其含硫量相对较低，脱硫剂大多再生能力差或不能再生，使用后脱硫剂便废弃。

基于以上背景，本发明提供了一种吸附硫化氢的胺基功能化多孔有机聚合物材料，其亮点是具有选择性高，底物普适性，形成的聚合物具有高比表面积，反应条件温和，吸附剂易分离回收，是一种可循环使用的高效硫化氢吸附剂。

发明内容

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种胺基功能化的硫化氢多孔聚合物吸附剂结构，具有式Ⅰ～Ⅲ所示的结构式：

所述的胺基功能化的硫化氢多孔聚合物吸附剂前体是以联吡啶、联咪唑或苯并咪唑为单体，以4,4’-二氯甲基-1,1’-联苯、1,4-对二氯苄或1,4-对二溴苄作为交联剂混合反应制得吸附剂前体。

所述的胺基功能化的硫化氢多孔聚合物吸附剂通过胺基功能化的硫化氢多孔聚合物吸附剂前体与乙二胺、二乙烯三胺、四乙烯五胺或N,N-二甲基-1,3- 二氨基丙烷反应制得。

本发明提供了一种胺基功能化的硫化氢多孔聚合物吸附剂的制备方法，包括以下步骤：