[发明专利]嫁接季膦型离子液体的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及有机化学、化学工程领域中离子液体的制备方法，尤其是一种嫁接季膦型离子液体的制备方法。

背景技术

随着工业的发展，人类使用石化等燃料后排放到大气中的CO₂与日俱增，全球环境问题日益严峻。各国都在致力于控制和减少CO₂的排放量，开发吸附分离CO₂技术是全球共同关注的热点。目前CO₂捕获方法主要有溶剂吸收、变压吸附和膜分离等，其中有机胺水溶液吸收法最为普遍，但是由于有机胺水溶液易挥发，易产生VOCs的二次污染。而吸附法分离CO₂技术因其不含水、低能耗、吸附剂无腐蚀且可长期使用的优势，已逐渐成为颇具竞争力的CO₂分离回收技术。但是传统吸附剂吸附效率低, 因此迫切需要一种新材料来有效地分离CO₂。

离子液体是一种室温下呈液态的有机融盐，用于CO₂吸收时可避免传统吸收剂所带来的缺点。但是若将离子液体直接用于CO₂分离，由于粘度大、比表面积小，不利于脱吸和回收，因而不利于工业应用。将离子液体固载到有机高分子材料或无机多孔材料上，制得的固载离子液体兼具离子液体和多孔载体材料的特性，有利于扩大比表面积、缩短扩散路径、促进传质和方便重复利用，而且可以采用变压吸附的方法实现大规模的工业应用。目前常用物理浸渍法制备固载离子液体，无法客服离子液体填充入载体的空隙，而导致孔道被堵，阻碍CO₂在孔道内的传递并影响CO₂的吸附效率，而且离子液体与载体之间简单的物理作用力较弱，致使动态吸附状态下离子液体存在流失现象。而将嫁接季膦型离子液体作为新型的CO₂吸附剂具有潜在的应用价值，关于该类吸附剂的制备及其CO₂吸附性能更是鲜见报道。

发明内容

为了提高嫁接季膦型离子液体作为新型的CO₂吸附剂的应用价值，本发明提供一种嫁接季膦型离子液体的制备方法，该方法可以单独作为CO₂吸附剂使用，也可以与其他吸附材料复合使用，吸附性能较好。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：嫁接季膦型离子液体的制备方法包括三个步骤：

（1）使用3-氯丙基三乙氧基硅烷和三辛基磷反应生成氯化季膦离子液体中间体，要求反应条件为惰性气体保护下， 3-氯丙基三乙氧基硅烷和三辛基磷的摩尔比为1：1.0～1.5，以0.5～10份无水甲苯为溶剂，在25℃～120℃下搅拌反应1～24小时；

（2）使用氯化离子液体中间体和四氟硼酸钠反应生成四氟硼酸盐季膦离子液体中间体，要求反应条件为氯化离子液体中间体和四氟硼酸钠的摩尔比为1：1.0～1.5，以1～15份乙腈为溶剂，在25℃～60℃下搅拌反应1～48小时；

（3）使用四氟硼酸盐离子液体中间体和二氧化硅反应生成嫁接季膦型离子液体，反应时二氧化硅先在100～550℃下煅烧1～6h，要求反应条件为惰性气体保护下，四氟硼酸离子液体中间体和二氧化硅的摩尔比为1：0.5～5.0，以0.5～50份无水甲苯为溶剂，25℃～100℃搅拌反应1～12小时,得嫁接季膦型离子液体。

 本发明所涉及嫁接季膦型离子液体的制备方法可以用下面的化学方程式来表示：