[发明专利]一种二氧化碳气体吸收捕集介质及其使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种二氧化碳气体吸收捕集介质及其使用方法，高效、高选择性的吸收二氧化碳，达到净化气体的目的。

背景技术

全球气候变暖，海平面上升已经威胁到人类的可持续发展。而温室气体二氧化碳被认为是气候变暖，海平面上升的主要元凶之一。温室气体二氧化碳的减排已经成为国际社会普遍面临的一个紧迫问题。我国政府已经庄严承诺，在十二五期间要将单位GDP的二氧化碳的排放量降低40%左右。要达到这个目标，就必须发展新型的二氧化碳分离与捕集技术。

目前二氧化碳脱除技术主要有溶剂吸收法、变压吸附法、膜分离法以及低温分馏法等。

所谓溶剂吸收法，就是用碱性的溶液，一般是氢氧化钠、前氧化钙以及碳酸钠等，在常温或者加压的情况下吸收二氧化碳，将其转化为碳酸盐沉淀的形式。这种方法虽然简单，投资小见效快，但其有着明显的弊端，就是容易产生大量的固体垃圾，有很严重的二次污染的问题。

变压吸附以及膜分离的方法，是近年来迅速发展的一种新型方法，具有高效，快速，适合分离与捕集微量二氧化碳的特点。但由于其投资较大，目前只能用于食品（生产碳酸型饮料）、二氧化碳瓶装气体等对二氧化碳浓度要求较高的领域。而低温分馏的方法，则适合将二氧化碳作为杂质来进行分离，对于捕集则毫无用处。

中国专利（申请号201110038201.7）公开了一种有机胺类二氧化碳吸收剂的离子添加剂，采用有机胺来吸收二氧化碳气体。有机胺类二氧化碳吸收剂的离子添加剂，所述有机胺类二氧化碳吸收剂的离子添加剂含有质量百分数为0.01%-5%Rb[UO₂SeO₄(OH)·H₂O]和质量百分数为0.01%-5%的Cu₂(CO₃)(OH)₂；该有机胺类二氧化碳吸收剂的离子添加剂同有机胺联合使用同不使用添加剂的有机胺相比，其氧化速率降低约50%。但采用有机胺作为二氧化碳的吸收剂，使用了挥发性的有机溶剂，环境部友好。

中国专利（专利号ZL.92108508.7）公开了一种二氧化碳吸收剂及其制备方法，属于吸附气体的固体吸附剂。它以膨胀珍珠岩为载体，与氢氧化钠溶液混合并真空脱水制得，珍珠岩与氢氧化钠的重量百分比为20-4-％和60-80%。本发明的吸收剂虽然具有持载能力强，吸收效率高、容量大、气阻小、制备方便、成本低及无毒的优点，颜色显示明显，可在气体纯化和气体分析中广泛应用，但同样会带来吸收后所产生的碳酸盐固体所产生的二次污染问题，此外，该方法也不适合大规模的使用。

鉴于此，急需要寻找新的二氧化碳高效、高选择性的吸收方法，来消除上述方法所带来的种种弊端。通过相关专利检索，还未见本发明中有关结构的离子液体用于二氧化碳的吸收。

离子液体，顾名思义，就是完全由阴阳离子所组成的化合物。不同的阴阳离子能够组合出种类繁多的离子液体。通过选择不同的阴阳离子，或者直接引入特定的官能团进行修饰,对离子液体的性质，如熔点、粘度、疏水性进行调整，来满足不同的需要，设计出能够对酸性气体，特别是二氧化碳具有较高的选择性与溶解度的离子液体来。

离子液体几乎没有挥发性的特点使其与传统的吸收溶液相比具有先天的优势，这主要体现在吸收过程中,离子液体不会进入气相，由此带来两个方面的优点。一方面，离子液体不会因为自身的挥发带来损失；另一方面，净化后的气体以及解吸得到的气体中也不会含有吸收介质。通过我们的实验研究发现，该新型离子液体对酸性气体的吸收主要过程为物理吸收过程。我们通过计算机模拟结合实验的手段，设计出了对酸性气体，特别是二氧化碳等具有良好吸附与溶解性能的新型离子液体，为大气净化与污染气体减排提供了新的思路。

发明内容

本发明提供一种二氧化碳气体吸收捕集介质及其使用方法，其能够高效，高选择性的吸收二氧化碳气体，具有选择性好，吸附量大、可重复使用的特点。

一种二氧化碳气体吸收捕集介质，其特征是，所述二氧化碳气体吸收捕集介质为功能化的离子液体，其由阴离子、阳离子按照摩尔比1：1组成：

其中，所述阳离子为：

所述阴离子为：

一种二氧化碳气体吸收捕集介质的使用方法，其特征是，包括二氧化碳气体吸收和例子液体的再生，所述二氧化碳气体吸收温度为10～45℃，吸收二氧化碳的分压为0.02～0.1MPa，吸收时间为30～60分钟；所诉例子液体的再生包括加热解吸附，加热温度为80～100℃，再生时间为60～80分钟。