專利名稱：氨基酸類離子液體用于酸性氣體吸收的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及氨基酸類離子液體用于酸性氣體吸收。
背景技術(shù)：
酸性氣體的吸收是化學(xué)工業(yè)中常見的問題。如開采的天然氣中一般含有一定比例的二氧化碳?xì)怏w，這些二氧化碳?xì)怏w如果不被預(yù)先除去的話，顯然會(huì)降低燃燒效率，增加管道傳輸?shù)某杀?。城市的燃油機(jī)械車輛，每天也會(huì)排放出大量的酸性氣體，如二氧化碳，二氧化硫，硫化氫等。這些氣體或者是溫室效應(yīng)的源泉，或者直接污染了大氣，為城鎮(zhèn)居民的健康造成了危害。
離子液體由陰離子和陽離子組成，是一種新興的溶劑和反應(yīng)介質(zhì)。由于其不揮發(fā)、結(jié)構(gòu)可設(shè)計(jì)等獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì)，離子液體在萃取分離、催化反應(yīng)等領(lǐng)域的應(yīng)用前景廣闊，有望在21世紀(jì)取代易揮發(fā)對環(huán)境有害的傳統(tǒng)有機(jī)溶劑。美國的Brennecke教授研究了不同氣體如甲烷，乙烯，氮?dú)?，二氧化碳?xì)怏w等在離子液體中的溶解度，根據(jù)各種氣體在離子液體中的溶解度差異，發(fā)現(xiàn)離子液體可以被用于天然氣中二氧化碳的分離。
離子液體的陰離子和陽離子都可以在結(jié)構(gòu)上通過接上官能團(tuán)使該離子液體具有特定的功能性。美國的James教授通過將離子液體的陽離子設(shè)計(jì)添加一個(gè)NH2-，從而使之成為吸收二氧化碳的功能化離子液體。中國科學(xué)院化學(xué)所的韓布興教授設(shè)計(jì)了新型的乳酸胍型離子液體，經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，該類離子液體對二氧化硫氣體具有良好的吸收作用。以上研究均表明，離子液體在酸性氣體吸收方面，有著極大的研究和開發(fā)潛力。
在很多有機(jī)化合物中，都帶有NH2-結(jié)構(gòu)，最常見的就是氨基酸、氨基酸衍生物以及類似氨基酸結(jié)構(gòu)的化合物。帶有氨基酸結(jié)構(gòu)的離子液體，顯然可以用來吸收酸性氣體。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及氨基酸類功能化離子液體在酸性氣體吸收方面的應(yīng)用。
本發(fā)明中使用的離子液體可以是由一種陽離子和一種陰離子、或幾種陽離子和幾種陰離子構(gòu)成的、在373.15K以下呈液態(tài)的任意離子化合物或混合物；其中氨基酸或者氨基酸衍生物陰離子的對離子為咪唑類陽離子、膦類陽離子、胍類陽離子、胺類陽離子、銨鹽陽離子等，但不限于上述陽離子。以上離子液體的結(jié)構(gòu)式可舉例如下[emim][gly]1-乙基-3-甲基甘氨酸咪唑鹽 [gly]甘氨酸四丁基膦鹽[P(C4H9)4][Ala]丙氨酸四丁基膦鹽[N(C4H9)4][Ala]丙氨酸四丁基銨鹽將干燥的上述離子液體溶解于少量易揮發(fā)有機(jī)溶劑如無水乙醇，與多孔類物質(zhì)如硅膠混合，蒸發(fā)除去溶劑后在真空條件下繼續(xù)加熱干燥48小時(shí)。常壓常溫在純酸性氣體如二氧化碳或者酸性氣體與其它氣體的混合物如二氧化碳?xì)怏w與乙烯或者甲烷的混合氣體中進(jìn)行二氧化碳的吸收。吸收飽和后真空或者輕微加熱條件下即可除去吸附的二氧化碳，循環(huán)使用。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明用以下實(shí)施例說明，但本發(fā)明并不限于下述實(shí)施例，在不脫離前后所述宗旨的范圍下，變化實(shí)施都包含在本發(fā)明的技術(shù)范圍內(nèi)。
實(shí)施例1將1摩爾[emim][gly]溶解于少量無水乙醇，與4摩爾多孔硅膠混合，在70℃蒸發(fā)除去溶劑。在80℃真空條件下繼續(xù)干燥48小時(shí)。常壓常溫在二氧化碳?xì)夥障逻M(jìn)行二氧化碳?xì)怏w的吸收，半小時(shí)即可吸收0.5摩爾的二氧化碳?xì)怏w。
實(shí)施例2將1摩爾[P(C4H9)4][gly]溶解于少量無水乙醇，與4摩爾多孔硅膠混合，在70℃蒸發(fā)除去溶劑。在80℃真空條件下繼續(xù)干燥48小時(shí)。常壓常溫在二氧化碳?xì)夥障逻M(jìn)行二氧化碳?xì)怏w的吸收，半小時(shí)即可吸收0.5摩爾的二氧化碳?xì)怏w。
實(shí)施例3將1摩爾[P(C4H9)4][Ala]溶解于少量無水乙醇，與4摩爾多孔硅膠混合，在70℃蒸發(fā)除去溶劑。在80℃真空條件下繼續(xù)干燥48小時(shí)。常壓常溫在二氧化碳?xì)夥障逻M(jìn)行二氧化碳?xì)怏w的吸收，半小時(shí)即可吸收0.5摩爾的二氧化碳?xì)怏w。
實(shí)施例4將1摩爾[bmim][Ala]溶解于少量無水乙醇，與4摩爾多孔硅膠混合，在70℃蒸發(fā)除去溶劑。在80℃真空條件下繼續(xù)干燥48小時(shí)。常壓常溫在二氧化碳?xì)夥障逻M(jìn)行二氧化碳?xì)怏w的吸收，半小時(shí)即可吸收0.5摩爾的二氧化碳?xì)怏w。
實(shí)施例5將1摩爾[N(C4H9)4][Ala]溶解于少量無水乙醇，與4摩爾多孔硅膠混合，在70℃蒸發(fā)除去溶劑。在80℃真空條件下繼續(xù)干燥48小時(shí)。常壓常溫在二氧化碳?xì)夥障逻M(jìn)行二氧化碳?xì)怏w的吸收，半小時(shí)即可吸收0.5摩爾的二氧化碳?xì)怏w。
權(quán)利要求
1.氨基酸類離子液體應(yīng)用于酸性氣體的吸收，其特征是離子液體的陰離子或陽離子為氨基酸、氨基酸衍生物、或類似氨基酸結(jié)構(gòu)離子，該種離子液體可以用于二氧化碳、二氧化硫等酸性氣體的吸收。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述，采用的氨基酸離子結(jié)構(gòu)為氨基酸、氨基酸衍生物、類似氨基酸結(jié)構(gòu)的化合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述，所使用的離子液體是由一種陰離子和一種陽離子或者幾種陰離子和幾種陽離子構(gòu)成的任意離子化合物或者混合物，其中氨基酸或者氨基酸衍生物離子的對離子為咪唑類陽離子、膦類陽離子、胍類陽離子、胺類陽離子、銨鹽陽離子等，但不限于上述陽離子。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述，該氨基酸離子液體可以用來吸收二氧化碳、二氧化硫、硫化氫等酸性氣體。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述，該氨基酸類離子液體吸收酸性氣體的溫度在223K與473K之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述，該氨基酸類離子液體吸收酸性氣體的壓力范圍在100大氣壓以內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述，該氨基酸類離子液體吸收酸性氣體為酸性氣體與其它氣體的混合氣體(如煙道氣、機(jī)動(dòng)車尾氣、天然氣等)或純酸性氣體。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述，該氨基酸類離子液體可以以負(fù)載在其它多孔固體上的形式吸收酸性氣體，也可以以純液態(tài)或純固態(tài)形式吸收酸性氣體。
全文摘要
本發(fā)明涉及氨基酸類離子液體用于酸性氣體吸收。該離子液體的陰離子為氨基酸、氨基酸衍生物、或類似氨基酸結(jié)構(gòu)離子，對離子為咪唑類陽離子、膦類陽離子、胍類陽離子、胺類陽離子、銨鹽陽離子等，經(jīng)浸漬工藝負(fù)載到硅膠等多孔固體上可以作為二氧化碳、二氧化硫等酸性氣體(如煙道氣、機(jī)動(dòng)車尾氣等)的吸收劑。
文檔編號(hào)B01D53/14GK1709553SQ20051007334
公開日2005年12月21日 申請日期2005年6月2日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月2日
發(fā)明者張建敏, 張鎖江 申請人:中國科學(xué)院過程工程研究所