一種新型含氨基雙核堿性離子液體及其制備方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬精細(xì)化學(xué)品合成技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種吸收〇)2的含氨基雙核堿性離子 液體合成的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 近代工業(yè)革命的到來，人類使用石油、煤、天然氣等燃料的數(shù)量日益增加，因而產(chǎn) 生的CO2氣體的量也在急劇增加。CO2是造成溫室效應(yīng)的主要原因，其引發(fā)了一系列嚴(yán)重的 生態(tài)和環(huán)境問題，包括氣候異常、海平面上升、迀徙和物種滅絕等，成為社會(huì)和科技領(lǐng)域廣 泛關(guān)注的熱點(diǎn)，同時(shí)〇)2又是一種重要的碳資源，在農(nóng)業(yè)、食品及醫(yī)藥等諸多行業(yè)都有廣泛 應(yīng)用。因此，捕集并回收CO2具有重大的意義。
[0003]目前世界上已實(shí)現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用的CO2捕集方法主要為基于醇胺溶液的化學(xué)吸收 法，該方法具有吸收容量大、捕獲效率高等優(yōu)點(diǎn)，可獲得食品級(jí)〇) 2并對(duì)其進(jìn)行二次利用， 然而，由于醇胺的沸點(diǎn)較低，在解吸過程中揮發(fā)而導(dǎo)致大量吸收劑損失，造成設(shè)備的嚴(yán)重腐 蝕，同時(shí)，由于解吸溫度較高，導(dǎo)致運(yùn)行費(fèi)用過高。因此，開發(fā)醇胺的替代溶劑是目前碳捕集 領(lǐng)域的研宄熱點(diǎn)。
[0004] 近年來，為適應(yīng)綠色化學(xué)的發(fā)展需要，離子液體作為一種新型的對(duì)環(huán)境友好的綠 色溶劑引起專家學(xué)者的高度重視，有望成為未來CO2捕集的重要技術(shù)手段，作為一種由有機(jī) 陽離子和無機(jī)（或有機(jī)）陰離子構(gòu)成的特殊鹽類，離子液體具有易溶、熱穩(wěn)定性強(qiáng)、蒸氣壓 低及不揮發(fā)等特性，在溫室或接近溫室條件下呈液體狀態(tài)，因此，與醇胺吸收劑相比，離子 液體用于CO2捕集具有獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢：吸收劑性質(zhì)穩(wěn)定且不揮發(fā)，循環(huán)利用率高；吸收過 程無二次污染；無設(shè)備腐蝕問題。
[0005]目前有關(guān)堿性離子液體的合成的報(bào)道不是很多，例如劉曄等2007年研宄的復(fù)合 功能離子液體體系、制備及其應(yīng)用（中國專利，公開號(hào)CN101037388A)、馬丁 ?約翰?厄爾 等2008年合成的堿性離子液體（中國專利，公開號(hào)CN101137437A)、張鎖江等2011年合成 的堿性離子液體及其制備、應(yīng)用（中國專利，公開號(hào)CN102126968A)、王娜等2013年研宄了 一種堿性離子液體的合成方法（中國專利，公開號(hào)CN103664790A)。離子液體吸收二氧化 碳也有報(bào)道，它能吸收的摩爾比可以是1: 1，也可以超過1: 1，吸收的比例是通過離子液體 中陰陽離子的種類和比例決定的。本發(fā)明給出了新型堿性離子液體室溫合成方法及新型離 子液體在酸性氣體吸收中的應(yīng)用。本發(fā)明克服了其他溶劑在使用過程中易揮發(fā)、再生難等 缺點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明針對(duì)當(dāng)前技術(shù)的不足，提供一種新型含氨基雙核堿性離子液體，該離子液 體用雙核物質(zhì)與溴鹽反應(yīng)，得到的物質(zhì)含的氨基多，堿性更強(qiáng)，因此在吸收二氧化碳上效果 更好。
[0007] 本發(fā)明的技術(shù)方案為：
[0008] -種新型含氨基雙核堿性離子液體，該離子液體的結(jié)構(gòu)式如下：
[0009]
【主權(quán)項(xiàng)】
1· 一種新型含氨基雙核堿性1?子液體，其特征為該1?子液體的結(jié)構(gòu)式如下：
其中，η = 2、3、4、5 或 6。
2. 如權(quán)利要求1所述的新型含氨基雙核堿性離子液體的制備方法，其特征為包括以下 步驟： 第一步：取N-甲基咪唑和鹵代烴于反應(yīng)器中混合，再加入乙腈，70°C下攪拌回流24h， 減壓抽濾，丙酮洗滌后得無色固體，最后在80°C真空干燥24h得到物質(zhì)A ; 其中，所述的鹵代烴為1，2-二溴乙烷、1，3-二溴丙烷、1，4-二溴丁烷、1，5-二溴戊烷或 1，6-二溴己烷；物料配比為摩爾比N-甲基咪唑：鹵代烴=2:1 ;每0.0 lmol N-甲基咪唑加 IOmL乙腈； 第二步：取上面得到的物質(zhì)A和3-溴丙胺氫溴酸鹽于反應(yīng)器中混合，加入無水乙醇溶 劑將其溶解，在N2保護(hù)下加熱至70~85°C，攪拌回流20~25h，旋蒸除溶劑至質(zhì)量不再變 化，再加入水將旋蒸后物質(zhì)全部溶解，并用固體KOH調(diào)節(jié)PH值為10~12,減壓蒸餾，用乙 醇-四氫呋喃混合溶液提取產(chǎn)物，減壓蒸餾，真空干燥12~24h得到溴鹽； 其中，物料配比為摩爾比物質(zhì)A :3_溴丙胺氫溴酸鹽=1 :2 ;混合溶液中體積比乙醇： 四氫呋喃=4:1 ; 第三步：取上面得到的溴鹽和氫氧化鈉于單口燒瓶中混合，加入丙酮使其完全溶解，室 溫?cái)嚢柽^夜，真空抽濾，取濾液放入裝有二氯甲烷的容器中，待沉淀析出完全，抽濾得到固 體，二氯甲烷洗滌后，最后在80°C真空干燥24h得到最終產(chǎn)物； 其中，物料配比為摩爾比溴鹽：氫氧化鈉=1 : 2。
3. 如權(quán)利要求1所述的新型含氨基雙核堿性離子液體的應(yīng)用，其特征為應(yīng)用于二氧化 碳?xì)怏w吸收。
4. 如權(quán)利要求1所述的新型含氨基雙核堿性離子液體的應(yīng)用，其特征為包括如下步 驟： 將所述的離子液體放入到容器中，然后加入離子液體1~1. 5倍質(zhì)量的水，將其在水浴 中加熱至35~45°C溶解得到溶液，然后攪拌下通入二氧化碳30min到60min ;其中，每含有 2g離子液體的溶液通氣速率為60~70mL/min。
【專利摘要】本發(fā)明為一種新型含氨基雙核堿性離子液體及其制備方法和應(yīng)用，該離子液體的結(jié)構(gòu)式如下；本發(fā)明的離子液體用雙核物質(zhì)與溴鹽反應(yīng)，得到的物質(zhì)含的氨基多，堿性更強(qiáng)，在吸收二氧化碳上效果更好，并可以多次重復(fù)使用。其中，n＝2、3、4、5或6。
【IPC分類】B01D53-14, C07D233-61
【公開號(hào)】CN104876874
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510200842
【發(fā)明人】張文林, 錢浩智, 李俊飛, 王志英, 李春利, 王福寬, 李柏春
【申請(qǐng)人】河北工業(yè)大學(xué)
【公開日】2015年9月2日
【申請(qǐng)日】2015年4月24日