一种用于二氧化碳捕集的功能化离子液体/水二元固液相变吸收体系及其应用

技术领域

本发明涉及二氧化碳捕集技术领域，且特别涉及一种用于二氧化碳捕集的功能化离子液体/水二元固液相变吸收体系及其应用。

背景技术

由二氧化碳(CO

碳捕集利用与封存(CCUS)技术指将CO

相变吸收剂因其巨大的节能潜力而被认为是有应用前景的新一代CO

离子液体(Ionic Liquids，ILs)因其热稳定性好、结构可设计的特点，在碳捕集领域受到一定的关注。在常规离子液体的基础上，通过调整阴阳离子组合或引入特定功能化基团，可获得具有优异性能(如高CO

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供了一种用于二氧化碳捕集的功能化离子液体/水二元固液相变吸收体系，解决了上述背景技术中相变吸收剂需要引入分相剂(如有机醇、叔胺等)调控相分离行为、存在添加分相剂后富液粘度大甚至生成粘稠胶状物等问题。

本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。

本发明提出一种用于二氧化碳捕集的功能化离子液体/水二元固液相变吸收体系，本体系为由功能化离子液体异氟尔酮二胺咪唑与水构成的二元水吸收体系。该二元水吸收体系兼具功能化离子液体高吸收性能和相变吸收剂节能优势，且不需要分相剂的引入，在水相中吸收CO

在本发明一较佳实施例中，所述功能化离子液体异氟尔酮二胺咪唑的化学式为：

在本发明一较佳实施例中，所述二元水吸收体系不需要分相剂，具有相变特性。

在本发明一较佳实施例中，所述二元水体系在吸收CO

在本发明一较佳实施例中，所述二元水体系用于吸收纯CO

在本发明一较佳实施例中，所述相变体系的饱和溶液中，富液体积占总体积的35～45％。

在本发明一较佳实施例中，所述相变体系的饱和溶液分为固液两相，固体粉末分离后可通过热解吸再生，再生温度为120～140℃，再生效率为80～95％。

在本发明一较佳实施例中，所述二元水吸收体系中，所述异氟尔酮二胺咪唑的总浓度为0.5～1.25mol/L。

本发明提出一种用于二氧化碳捕集的功能化离子液体/水二元固液相变吸收体系的应用，以所述功能化离子液体异氟尔酮二胺咪唑为主吸收剂，以水作为溶剂，通过CO

本技术方案与背景技术相比，它具有如下优点：

1、本发明充分利用功能化离子液体结构可设计的优点，通过阴阳离子组合、基团优化有望获得高效的CO

2、本发明保留了固-液相变吸收剂优异的节能特性，有效减少了再生相的体积，从而降低体系的再生能耗；同时该体系由水溶液组成体系粘度低，生成的固体为粉末状，有利于产物与溶剂的高效分离，有效降低管道腐蚀的风险。

3、本发明构建了功能化离子液体/水二元固液相变吸收体系，无需引入分相剂，通过CO

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为实施例2以及对比例1和2在吸收温度为40℃下体系CO

图2为实施例2的吸收剂的样品实物照片，其中(a)吸收前，(b)饱和后，(c)再生后。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

实施例1

本实施例提供了一种用于二氧化碳捕集的功能化离子液体/水二元固液相变吸收体系，为由功能化离子液体异氟尔酮二胺咪唑([IPDAH][Im])与水构成的二元水体系，其中，异氟尔酮二胺咪唑的总浓度为0.5mol/L。

实施例2

本实施例提供了一种用于二氧化碳捕集的功能化离子液体/水二元固液相变吸收体系，为由功能化离子液体异氟尔酮二胺咪唑([IPDAH][Im])与水构成的二元水体系，其中，异氟尔酮二胺咪唑的总浓度为0.75mol/L。

实施例3

本实施例提供了一种用于二氧化碳捕集的功能化离子液体/水二元固液相变吸收体系，为由功能化离子液体异氟尔酮二胺咪唑([IPDAH][Im])与水构成的二元水体系，其中，异氟尔酮二胺咪唑的总浓度为1.25mol/L。

对比例1

本对比例提供一种IPDA/水二元吸收体系，其中，IPDA的浓度为0.75mol L

对比例2

本对比例提供一种Im/水二元吸收体系，其中，Im的浓度为0.75mol L

对比例3

本对比例提供一种[AEPH][Im]-H

试验例1

分别在40℃下向实施例2和对比例1～3的吸收体系中通入CO

试验结果表明：实施例2的二元水体系在吸收CO

试验例2

本试验例分别对实施例2与对比例1～2的吸收体系吸收CO

分别取25mL的实施例2的[IPDAH][Im]-H

如图1所示为实施例2的[IPDAH][Im]-H

图2所示为浓度为0.75mol/L[IPDAH][Im]-H

本发明的功能化离子液体/水二元固液相变吸收体系，与传统有机胺水溶液相比，既保证CO

以上所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。