[发明专利]一种利用离子液体分离碳同位素的方法

权利要求书

1.一种利用离子液体分离稳定性碳同位素的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将有机碱与含氮杂环类有机物或者有机酸类化合物在室温下混合，制备得到离子液体并进行纯化；

(2)在常温常压下或常温加压下，用所制得的离子液体与初始原料二氧化碳气体进行化学交换；

(3)在353K-383K温度下，对吸收了二氧化碳的离子液体溶液进行常压解吸，得到高丰度13-CO2的气体。

2.根据权利要求1所述方法，其中，所述有机碱含有脒基或者胍基结构，在室温下呈现为液态的碱性有机物，在骨架结构上存在饱和烷基或醇羟基取代的饱和烷烃类取代基；所述含氮杂环类有机物为五元或者六元杂环结构化合物；所述有机酸类化合物为甲酸，乙酸，丙酸，丁酸，苯酚中的一种。

3.根据权利要求1或2所述方法，其中，所述离子液体进一步包括溶剂，溶剂选自去离子水，甲醇，乙醇，丙醇，丁醇，戊醇，己醇，辛醇，丙酮，乙酸乙酯，乙腈，正辛烷，甲苯，苯，三乙胺，异丙醇、甲基溶纤剂、乙醇胺、吡啶、乙二醇和三乙二醇乙醚中的至少一种。

4.根据权利要求1-3中任一项所述方法，其中，有机碱与含氮杂环类有机物或者有机酸类化合物的摩尔比为1：1。

5.根据权利要求1-4中任一项所述方法，其中，初始原料二氧化碳纯度为99.99％以上，其中13-CO2丰度不小于1.1％。

6.根据权利要求1-5中任一项所述方法，其中，在常温(298K)常压或常温加压(0-0.5MPa)下化学交换,在常压、温度为353K-383K下解吸。

7.一种分离稳定性碳同位素工艺中筛选离子液体的方法，其特征在于，包括以下步骤：

通过筛选得到同时具备高的二氧化碳吸收容量和吸收速率的离子液体；分别测定该离子液体对同位素体系的热力学平衡分离因子与单级分离因子；将离子液体溶液送入同位素分离塔设备中，测定多级分离效果。

8.根据权利要求7所述方法，其中，所述步骤包括：

1)将有机碱与含氮杂环类有机物或者有机酸类按照摩尔比1:1混合，制得在室温下为液体的离子液体；

2)将步骤1)中制备得到的离子液体溶于不同的溶剂中配制得到不同浓度的离子液体；

3)将步骤2)中制备得到的离子液体溶做为化学交换溶剂用于以二氧化碳为初始原料的碳同位素交换过程中，通过同位素质谱仪分别测定离子液体对同位素体系的热力学平衡分离因子与单级分离因子；

4)将步骤2)中制备得到的离子液体通过同位素分离塔装置测定该体系对以二氧化碳为初始原料的碳同位素的放大分离效果。

9.一种化学交换溶剂组合物，其包含有机碱与含氮杂环类有机物或者有机酸类化合物，可选的包含溶剂，组合物在饱和吸收二氧化碳后无固体析出。

10.如权利要求9所述的化学交换溶剂组合物，其由1,1,3,3-四甲基胍、咪唑和乙醇组成。