一种利用氨基酸阴离子功能化离子液体捕集一氧化氮的方法

摘要

本发明公开了一种利用氨基酸阴离子功能化离子液体捕集一氧化氮的方法，利用氨基酸阴离子与一氧化氮作用，来高效吸收一氧化氮气体，吸收压力为0.0001～0.2MPa，吸收温度为20℃～100℃，吸收时间为0.1～20小时，吸收的一氧化氮是较容易脱附的，脱附温度在60～120℃，脱附时间在0.1～5小时。本发明利用氨基酸阴离子功能化的离子液体与一氧化氮反应生成NONOates，从而极大地提高了一氧化氮的吸收效率，最高可达每摩尔离子液体捕集2.0摩尔一氧化氮。

权利要求

1.一种利用氨基酸阴离子功能化离子液体高容量捕集一氧化氮的方法，其特征在于，利用氨基酸阴离子与一氧化氮作用，来高效吸收一氧化氮气体，吸收压力为0.01到0.1MPa大气压之间，吸收温度为30℃～90℃，吸收时间为1～18小时，吸收的一氧化氮是较容易脱附的，脱附温度在70～90℃，脱附时间在0.4～3小时，氨基酸阴离子功能化离子液体为（β-羟乙基）三甲基胺脯氨酸，（β-羟乙基）三甲基胺甘氨酸，（β-羟乙基）三甲基胺肌氨酸，（β-羟乙基）三甲基胺丙氨酸，十四烷基三己基磷脯氨酸、十四烷基三己基磷甘氨酸、十四烷基三己基磷肌氨酸、十四烷基三己基磷丙氨酸、乙基三丁基磷脯氨酸、乙基三丁基磷甘氨酸、乙基三丁基磷肌氨酸、乙基三丁基磷丙氨酸、乙基甲基咪唑脯氨酸、乙基甲基咪唑甘氨酸、乙基甲基咪唑肌氨酸、乙基甲基咪唑丙氨酸、丁基甲基咪唑脯氨酸、丁基甲基咪唑甘氨酸、丁基甲基咪唑肌氨酸、丁基甲基咪唑丙氨酸中的任意一种。

说明书

一种利用氨基酸阴离子功能化离子液体捕集一氧化氮的方法

技术领域

[0001] 本发明属于化学方法领域，具体地说，是一种利用氨基酸阴离子功能化离子液体捕集一氧化氮的方法。

背景技术

[0002] 随着经济的发展和化石燃料的燃烧，大气污染日益严重。其中，氮氧化物(NOx)是大气污染的主要成分。在烟气中，NOx中有90-95％的成分是NO。在工业上，传统的NOx捕集方法主要有选择性催化还原法(SCR)和选择性非催化还原法(SNCR)。但是这些方法都有一定的局限性，比如对于SCR，其成本较高，而且烟气中的硫化物易造成催化剂失活；而对于SNCR，其NOx捕集效率较低，而且会有废气生成。因此，设计合成应用于高效NOx捕集的新材料意义重大。

[0003] 生物上，由于NONOates可以在生理条件下缓慢释放出NO，从而得到了广泛的关注。通常，通过NONOates是在高压条件(5-7MPa)下将NO与胺反应生成得到的。同时，该反应一般是在有机溶剂中进行，所以极大地制约了该化合物的发展，并且不符合环保的要求。

[0004] 离子液体作为一种新兴的绿色溶剂，其有很多优点：热稳定性好，性质可调，液程范围宽，不易挥发等。这些特点使得离子液体被广泛用于气体吸收剂中。目前已有大量报道将功能化的离子液体应用于工业烟气(如CO2，SO2，H2S等)中。最近，我们课题组报道了首例唑类功能化的离子液体用于吸收NO的文章。但是由于唑的价格昂贵，难以应用到实际生产中。因此，我们利用廉价易得的氨基酸作为阴离子，用其来吸收NO。

发明内容

[0005] 本发明的目的是提供一种利用氨基酸阴离子功能化离子液体进行一氧化氮捕集的方法，主要是设计合成不同氨基酸阴离子功能化的离子液体，应用于一氧化氮的捕集中，利用氨基酸阴离子与一氧化氮反应生成NONOates，从而实现高效吸收一氧化氮的一种新方法。

[0006] 本发明是通过以下技术方案来实现的：

[0007] 本发明公开了一种利用氨基酸阴离子功能化离子液体高容量捕集一氧化氮的方法，利用氨基酸阴离子与一氧化氮作用，来高效吸收一氧化氮气体，吸收压力为0.0001～0.2MPa，吸收温度为20℃～100℃，吸收时间为0.1～20小时，吸收的一氧化氮是较容易脱附的，脱附温度在60～120℃，脱附时间在0.1～5小时。

[0008] 作为进一步地改进，本发明所述能捕集一氧化氮的碱性阴离子功能化离子液体为(β-羟乙基)三甲基胺脯氨酸，(β-羟乙基)三甲基胺甘氨酸，(β-羟乙基)三甲基胺肌氨酸，(β-羟乙基)三甲基胺丙氨酸，十四烷基三己基磷脯氨酸、十四烷基三己基磷甘氨酸、十四烷基三己基磷肌氨酸、十四烷基三己基磷丙氨酸、乙基三丁基磷脯氨酸、乙基三丁基磷甘氨酸、乙基三丁基磷肌氨酸、乙基三丁基磷丙氨酸、乙基甲基咪唑脯氨酸、乙基甲基咪唑甘氨酸、乙基甲基咪唑肌氨酸、乙基甲基咪唑丙氨酸、丁基甲基咪唑脯氨酸、丁基甲基咪唑甘氨酸、丁基甲基咪唑肌氨酸、丁基甲基咪唑丙氨酸中的任意一种。

[0009] 作为进一步地改进，本发明所述的氨基酸阴离子功能化离子液体为(β-羟乙基)三甲基胺脯氨酸。

[0010] 作为进一步地改进，本发明所述的一氧化氮吸收压力在0.01到0.1MPa大气压之间。

[0011] 作为进一步地改进，本发明所述的一氧化氮吸收温度在30℃～90℃之间。

[0012] 作为进一步地改进，本发明所述的一氧化氮吸收时间为1～18小时之间。

[0013] 作为进一步地改进，本发明所述的脱附温度在70～90℃。

[0014] 作为进一步地改进，本发明所述的脱附时间在0.4～3小时。

[0015] 本发明公开了一种氨基酸阴离子功能化离子液体高效节能捕集一氧化氮的方法，是一种利用离子液体的氨基酸阴离子与一氧化氮发生化学作用，从而进行一氧化氮捕集的方法，通过氨基酸阴离子与一氧化氮反应生成NONOates，来实现一氧化氮的高效高容量地吸收，为一氧化氮的工业捕集提供一种有潜力的方法。与传统捕集一氧化氮的方法相比，本发明利用氨基酸阴离子功能化的离子液体与一氧化氮反应生成NONOates，从而极大地提高了一氧化氮的吸收效率，最高可达每摩尔离子液体捕集2.0摩尔一氧化氮。

具体实施方式

[0016] 以下通过具体实施例对本发明的技术方案作进一步说明。

[0017] 实施例1

[0018] 在一内径为1cm的5ml玻璃容器中，加入离子液体(β-羟乙基)三甲基胺脯氨酸0.80g(0.003mol)，然后置于一氧化氮压力0.1MPa的密封罐中，控制吸收温度为30℃，吸收平衡时间为14小时，称重表明该离子液体中一氧化氮的吸收容量为2.0摩尔/摩尔离子液体。

[0019] 实施例2-5

[0020] 类似于实施例1，控制一氧化氮气体压力为0.1MPa，吸收温度30℃，改变离子液体的种类，一氧化氮吸收的结果如下表(表1)：

[0021] 表1不同阴离子对一氧化氮捕集的影响

[0022]

[0023] 实施例5-12

[0024] 类似于实施例1，采用(β-羟乙基)三甲基胺脯氨酸为吸收剂，吸收一氧化氮气体，改变吸收温度，一氧化氮压力和吸收时间等条件，吸收结果如下表(表2)：

[0025] 表2不同吸收条件对一氧化氮吸收的影响

[0026]

[0027] 实施例13

[0028] 在一内径为1cm的5ml玻璃容器中，加入已吸收一氧化氮的离子液体(β-羟乙基)三甲基胺脯氨酸0.80g(0.003mol)，然后置于压力0.005MPa的真空干燥箱内，控制脱附温度为90℃，控制脱附时间为1小时，称重表明该离子液体中残留的一氧化氮量为0.3mol/mol IL。

[0029] 表3不同条件对一氧化氮脱吸的影响

[0030]

[0031]

[0032] 以上列举的仅是本发明的部分具体实施例，显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形，本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。