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【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于co2的捕集及其原位催化转化,尤其涉及一种人工光合作用捕集co2原位转化的方法。
技术介绍
1、随着经济的飞速发展,二氧化碳的大量排放带来严重的环境问题和气候问题,但二氧化碳同时也是一种储量丰富、廉价、无毒、可循环利用的碳源,是有机化工行业很有潜力的原料。利用二氧化碳进行有机合成不仅能够减少大气中二氧化碳的浓度,而且还可以将二氧化碳固定为有价值的有机化学品,包括n,n′-二烷基脲,碳酸二甲酯等。其中n,n'-二(2-羟基烷基)-脲被广泛应用于各种有机溶剂体系中的催化反应,而传统的n,n'-二(2-羟基乙基)-脲的合成途径主要是通过s,s’-二硫代碳酸二甲酯和3-氨基丙醇在甲醇中加热聚合而成。但该方法所用的s,s’-二硫代碳酸二甲酯具有毒性,且价格较贵,限制了反应规模及推广应用。
2、因此,如何提供一种绿色、环保,且成本低的固定二氧化碳的方法是本领域技术人员亟需解决的技术问题。
技术实现思路
1、为解决上述技术问题,本专利技术提出了一种人工光合作用捕集co2原位转化的方法。
2、为实现上述目的,本专利技术提供了以下技术方案:
3、一种人工光合作用捕集co2原位转化的方法,以co2和醇烷基胺为原料,在催化剂和溶剂共同作用下,通过模拟人工光合过程反应完成co2的捕集及原位转化。
4、优选的,具体包括以下步骤:
5、将醇烷基胺、溶剂和催化剂混合得到混合液,预通入co2调节反应压力后开启模拟光源,并进行搅拌加热反应,反
6、上述反应的具体原理如下所示:
7、
8、优选的,所述混合液中醇烷基胺的浓度为20~90wt%,优选30~70%,所述催化剂与醇烷基胺的摩尔比为0.01~4.00∶100,优选0.05~2.0∶100。
9、优选的,所述催化剂为具有可见光响应的光催化材料,优选为半导体材料,包括有机与无机半导体材料,及其改性半导体材料,更优选为不同形貌的ceo2,更优选为纳米立方体ceo2。
10、优选的,所述溶剂为乙醇、n-甲基吡咯烷酮、二甲亚砜、n,n-二甲基甲酰胺、二乙二醇二甲醚、1,3-二甲基-2-咪唑啉酮、甲基叔丁基醚、二氧六环、离子液体中的一种或任意几种的混合。
11、优选的,所述离子液体具有lewis碱性功能团或碱性功能团。
12、优选的,所述醇烷基胺为乙醇胺、3-氨基丙醇和、3-氨基丁醇、(2)-氨基-1-丁醇中的一种或任意几种的混合,优选为3-氨基丙醇。
13、优选的,所述模拟人工光合过程中使用模拟光源,且所述模拟光源为氙灯光源,波长为350~780nm,工作电压为10~80v,优选为12~15v,工作电流为0.5~2.5a,优选为1.0~2.0a。
14、优选的,所述反应的温度为20~160℃,优选为50~120℃,压力为0.1~5.0mpa,优选为0.8~1.5mpa,时间为0.1~24h,优选为1~12h。
15、与现有技术相比,本专利技术具有如下优点和技术效果:
16、本专利技术通过模拟人工光合作用,利用醇烷基胺捕集co2并原位催化转化制备得到n,n'-二(2-羟基烷基)-脲,“一石二鸟”地实现了co2的捕集及其原位资源化利用,无需使用具有毒性的原料,工艺过程绿色环保,且原料易得,成本低,易于进行工业化推广应用。
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1.一种人工光合作用捕集CO2原位转化的方法,其特征在于,以CO2和醇烷基胺为原料,在催化剂和溶剂共同作用下,通过模拟人工光合过程反应完成CO2的捕集及原位转化。
2.根据权利要求1所述的一种人工光合作用捕集CO2原位转化的方法,其特征在于,所述催化剂为半导体材料。
3.根据权利要求1所述的一种人工光合作用捕集CO2原位转化的方法,其特征在于,所述溶剂为乙醇、N-甲基吡咯烷酮、二甲亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、二乙二醇二甲醚、1,3-二甲基-2-咪唑啉酮、甲基叔丁基醚、二氧六环、离子液体中的一种或任意几种的混合。
4.根据权利要求3所述的一种人工光合作用捕集CO2原位转化的方法,其特征在于,所述离子液体具有Lewis碱性功能团或碱性功能团。
5.根据权利要求1所述的一种人工光合作用捕集CO2原位转化的方法,其特征在于,所述醇烷基胺为乙醇胺、3-氨基丙醇、3-氨基-丁醇和(2)-氨基-1-丁醇中的一种或任意几种的混合。
6.根据权利要求1所述的一种人工光合作用捕集CO2原位转化的方法,其特征在于,所述模拟人工光合过程中使用模
7.根据权利要求1所述的一种人工光合作用捕集CO2原位转化的方法,其特征在于,所述反应的温度为20~160℃,压力为0.1~5.0MPa,时间为0.1~24h。
...【技术特征摘要】
1.一种人工光合作用捕集co2原位转化的方法,其特征在于,以co2和醇烷基胺为原料,在催化剂和溶剂共同作用下,通过模拟人工光合过程反应完成co2的捕集及原位转化。
2.根据权利要求1所述的一种人工光合作用捕集co2原位转化的方法,其特征在于,所述催化剂为半导体材料。
3.根据权利要求1所述的一种人工光合作用捕集co2原位转化的方法,其特征在于,所述溶剂为乙醇、n-甲基吡咯烷酮、二甲亚砜、n,n-二甲基甲酰胺、二乙二醇二甲醚、1,3-二甲基-2-咪唑啉酮、甲基叔丁基醚、二氧六环、离子液体中的一种或任意几种的混合。
4.根据权利要求3所述的一种人工光合作用捕集co2原位转化的方法,其特征在于,所述离子...
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