一种糖类亲二氧化碳小分子衍生物吸附剂的制备方法是以氯仿、甲苯或丁酮为反应介质，将糖类基底剂，化学改性剂和催化剂混合，在-20-110℃下反应30分钟-24小时，反应完成后将体系温度调至常温，通过减压旋蒸除去反应介质，所得固体经酸洗，水洗后，进而在乙醇-丙酮混合溶剂体系中重结晶样品，过滤干燥制得产品。本发明专利技术具有性能稳定，寿命长，吸附性能好的优点。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种糖类亲二氧化碳小分子衍生物吸附剂的制备方法是以氯仿、甲苯或丁酮为反应介质，将糖类基底剂，化学改性剂和催化剂混合，在-20-110℃下反应30分钟-24小时，反应完成后将体系温度调至常温，通过减压旋蒸除去反应介质，所得固体经酸洗，水洗后，进而在乙醇-丙酮混合溶剂体系中重结晶样品，过滤干燥制得产品。本专利技术具有性能稳定，寿命长，吸附性能好的优点。【专利说明】糖类亲二氧化碳小分子衍生物吸附剂的制备方法及应用
本专利技术属于一种二氧化碳吸附剂的制备方法，具体的说涉及一种糖类亲二氧化碳小分子衍生物吸附剂的制备方法及该吸附剂的应用。 技术背景 温室效应带来的全球气候变暖是人类当前面临的最严重的环境问题，对人类生存存在极大威胁和挑战。此外，温室效应也引发了诸如海平面上升，因冰冻圈的消失而发生的北半球中纬度地区的极端恶劣天气，等连锁环境反应。与此同时，温室气体中占主要地位的二氧化碳的排放量却逐年增加。二氧化碳信息分析中心(⑶IAC)数据显示，2010年全球的二氧化碳排放量已经达到335亿吨，且一直保持上升态势。作为世界上的第一大二氧化碳排放国家，我国温室气体减排的压力会越来越大。目前，二氧化碳减排已成为我国政府面临的重要问题。 二氧化碳封存和捕捉可作为解决这一问题的方案之一。目前碳捕捉技术主要采用化学吸附法，如在工业生产中，将含二氧化碳的废气通过胺液，分离出其中的二氧化碳，之后在适当地方加热胺液释放二氧化碳，该方法存在胺液易蒸发，操作环境差等缺点。现有CO2吸附剂主要包括碱性化合物，带有胺基的离子液体，具有筛孔结构的活性炭、沸石等。碱性化合物对设备有一定腐蚀性，离子液体价格比较贵、且稳定性比较差，固体吸附剂不宜运输存储；最重要的是，CO2解吸附过程，通常需要加热等措施，导致大部分吸附剂性质或结构发生变化、循环利用次数有限。 以来源于生物质资源的糖类分子为基体，经化学改性制备的二氧化碳吸附剂具有不挥发，不污染环境，操作环境良好等特点。金喜连等申请的“基于天然生物质制作二氧化碳吸附剂的方法及据此方法制作的基于天然生物质的二氧化碳吸附剂”(CN 103240055 A)。该专利所涉及的生物质基二氧化碳吸附剂利用化学反应吸收CO2，形成碳酸盐或碳酸氢盐，之后通过加热可再生吸附剂，吸附过程属于化学吸附。专利所述的二氧化碳吸附剂吸附过程为物理吸附，且在吸附前后、多次吸附后结构不会发生变化，吸附性能稳定。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种性能稳定，寿命长，吸附性能好的糖类亲二氧化碳小分子衍生物吸附剂的制备方法，及该类吸附剂的应用方法。 本专利技术的制备方法包括操作步骤如下: (O以氯仿、甲苯或丁酮为反应介质，将糖类基底剂，化学改性剂和催化剂混合，在-20-110°C下反应，反应时间为30分钟-24小时，其中:糖类基底剂与化学改性剂的摩尔比为1:3-20，催化剂与糖类基底剂的质量比为1:1-20 ;反应物浓度控制在5-40%之间；所述的糖类基底包括:D-吡喃葡萄糖、D-乙酰氨基葡萄糖、β -D-甲基吡喃葡萄糖苷、纤维二糖或蔗糖； 所述的化学改性剂主要为酰化或醚化试剂，酰化试剂包括丁酰氯、异丁酰氯或苯甲酰氯；醚化试剂包括乙酸酐、丙酸酐或乙硫醇；所述的催化剂是三乙胺、吡啶，4- 二甲氨基吡啶等碱性化合物；(2)反应完成后将体系温度调至常温，通过减压旋蒸除去反应介质，所得固体样品经 0.5-5摩尔/升的酸洗涤，除去其中残留碱性催化剂；之后经水洗除去样品中未反应原料和酸洗过程中残留的无机酸；进而在乙醇-丙酮混合溶剂体系中重结晶样品，过滤干燥可得糖类亲二氧化碳小分子衍生物吸附剂产品。 所述的酸洗涤样品的酸包括:盐酸，磷酸或醋酸等。 所述的重结晶的条件为:乙醇和丙酮的体积比为1:1-10，样品溶解温度为35-65°C，结晶时间为1-20小时。 本专利技术制备的吸附剂的应用步骤如下:(1)室温下，将糖类亲二氧化碳小分子衍生物吸附剂加入高压容器中，密闭固体进料 Π ；(2)通过气体进气口注入二氧化碳，使体系压力高于所用吸附剂在室温下固液相变压力0.1-0.5 MPa，并保持高压容器内压力不变；(3)在搅拌条件下，使二氧化碳分子充分与吸附剂接触，静置吸附15分钟-2小时，使固体吸附剂吸附饱和并转变为具有流动性的液体；(4)将上述液体转移到指定位置后，将体系压力降至常压发生相变析出固体，释放出二氧化碳气体，完成脱附，回收的固体吸附剂循环使用。 本专利技术的优点如下:(I)糖类分子自然界中来源广泛，无毒，可再生，没有挥发性。将含量丰富的糖类分子改性成为二氧化碳吸附剂具有广泛前景。 (2)糖类亲二氧化碳小分子衍生物吸附剂在吸收二氧化碳后形成低粘度自由流动的液体，增强了体系的传质性能，降低传质阻力。另外，也改善了体系的运输性能，液体流动相可在闻压管道中输送。 (3)糖类亲二氧化碳小分子衍生物吸附剂在吸附二氧化碳后形成的液体相，其中二氧化碳含量高，每克吸附剂可吸附0.05-0.5 g 二氧化碳。此外，本专利中的吸附剂再生方便，操作简单，将压力下降到常压，就可放出吸附的二氧化碳，吸附剂以固体的形式析出。样品在重复使用十次后，吸附剂结构和性能均未发现明显变化。 (4)糖类亲二氧化碳小分子衍生物吸附剂吸附二氧化碳后再生压力较其他吸附剂的高，后续的二氧化碳加压浓缩处理更容易，节约成本。 【具体实施方式】 实施例1:全乙酰化ct -D-卩比喃葡萄糖的合成方法:在250 ml圆底烧瓶内加入10 g (55.6mmol)D-吡喃葡萄糖，然后加入100 mL氯仿做溶剂，10 mL吡啶做催化剂。在_20°C的搅拌条件下再将40 mL (424 mmol)乙酸酐缓慢滴加到体系内，约30min滴加完毕。反应时间12 h。反应结束后将体系温度调至常温，通过减压旋蒸除去反应介质，所得固体样品用0.5mol/ L盐酸洗涤样品，除去其中残留催化剂吡啶；之后经水洗除去产品中未反应原料和酸洗过程中残留的无机酸；进而在乙醇-丙酮(体积比1: 3)混合溶剂体系中重结晶样品，样品溶解温度为35°C，结晶时间为10小时。过滤干燥可得吸附剂产品全乙酰化α-D-吡喃葡萄糖。经测定在298 K时该吸附剂在二氧化碳中的相变点压力为5.3 MPa。298 K时，将0.1026 g全乙酰化a-D-吡喃葡萄糖加入高压容器中，密闭固体进料口。通过进气口注入二氧化碳，使其压力达到5.6 MPa并维持这一压力直至吸附完成，期间通过适当搅拌使吸附剂和二氧化碳充分混合。静置30分钟，之后，可根据实际需求将上述液体通过管道快速转移到指定位置，降低体系压力至常压，发生相变析出固体吸附剂，释放出二氧化碳气体，完成脱附过程。计算可得每克全乙酰化a-D-吡喃葡萄糖液化后可吸附二氧化碳0.3克。回收的吸附剂重复使用十次，吸附性能未见降低。 实施例2:全乙酰化β-D-吡喃葡萄糖的合成方法:在250 ml圆底烧瓶内加入40 g (222 mmol)β -D-吡喃葡萄糖固体，然后加入10mL甲苯，5mL吡啶做催化剂，在110°C的搅拌条件下将64mL (0.89 mmol )乙硫醇缓慢入到圆底烧瓶中。待D-吡喃葡萄糖逐渐溶解后，继续反应至24小时，期间采用薄层色本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种糖类亲二氧化碳小分子衍生物吸附剂的制备方法，其特征在于包括如下步骤：（1）以氯仿、甲苯或丁酮为反应介质，将糖类基底剂，化学改性剂和催化剂混合，在‑20‑110℃下反应，反应时间为30分钟‑24小时，其中：糖类基底剂与化学改性剂的摩尔比为1:3‑20，催化剂与糖类基底剂的质量比为1:1‑20；反应物浓度控制在5‑40%之间；（2）反应完成后将体系温度调至常温，通过减压旋蒸除去反应介质，所得固体样品经0.5‑5摩尔/升的酸洗涤，除去其中残留碱性催化剂；之后经水洗除去样品中未反应原料和酸洗过程中残留的无机酸；进而在乙醇‑丙酮混合溶剂体系中重结晶样品，过滤干燥制得糖类亲二氧化碳小分子衍生物吸附剂产品。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：乔岩，何金美，侯相林，葛文智，王英雄，
申请(专利权)人：中国科学院山西煤炭化学研究所，
类型：发明
国别省市：山西;14
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。