糖類(lèi)親二氧化碳小分子衍生物吸附劑的制備方法及應(yīng)用的制作方法
【專(zhuān)利摘要】一種糖類(lèi)親二氧化碳小分子衍生物吸附劑的制備方法是以氯仿、甲苯或丁酮為反應(yīng)介質(zhì)，將糖類(lèi)基底劑，化學(xué)改性劑和催化劑混合，在-20-110℃下反應(yīng)30分鐘-24小時(shí)，反應(yīng)完成后將體系溫度調(diào)至常溫，通過(guò)減壓旋蒸除去反應(yīng)介質(zhì)，所得固體經(jīng)酸洗，水洗后，進(jìn)而在乙醇-丙酮混合溶劑體系中重結(jié)晶樣品，過(guò)濾干燥制得產(chǎn)品。本發(fā)明具有性能穩(wěn)定，壽命長(zhǎng)，吸附性能好的優(yōu)點(diǎn)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】糖類(lèi)親二氧化碳小分子衍生物吸附劑的制備方法及應(yīng)用

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于一種二氧化碳吸附劑的制備方法，具體的說(shuō)涉及一種糖類(lèi)親二氧化碳小分子衍生物吸附劑的制備方法及該吸附劑的應(yīng)用。
技術(shù)背景
[0002]溫室效應(yīng)帶來(lái)的全球氣候變暖是人類(lèi)當(dāng)前面臨的最嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題，對(duì)人類(lèi)生存存在極大威脅和挑戰(zhàn)。此外，溫室效應(yīng)也引發(fā)了諸如海平面上升，因冰凍圈的消失而發(fā)生的北半球中緯度地區(qū)的極端惡劣天氣，等連鎖環(huán)境反應(yīng)。與此同時(shí)，溫室氣體中占主要地位的二氧化碳的排放量卻逐年增加。二氧化碳信息分析中心(⑶IAC)數(shù)據(jù)顯示，2010年全球的二氧化碳排放量已經(jīng)達(dá)到335億噸，且一直保持上升態(tài)勢(shì)。作為世界上的第一大二氧化碳排放國(guó)家，我國(guó)溫室氣體減排的壓力會(huì)越來(lái)越大。目前，二氧化碳減排已成為我國(guó)政府面臨的重要問(wèn)題。
[0003]二氧化碳封存和捕捉可作為解決這一問(wèn)題的方案之一。目前碳捕捉技術(shù)主要采用化學(xué)吸附法，如在工業(yè)生產(chǎn)中，將含二氧化碳的廢氣通過(guò)胺液，分離出其中的二氧化碳，之后在適當(dāng)?shù)胤郊訜岚芬横尫哦趸?，該方法存在胺液易蒸發(fā)，操作環(huán)境差等缺點(diǎn)?，F(xiàn)有CO2吸附劑主要包括堿性化合物，帶有胺基的離子液體，具有篩孔結(jié)構(gòu)的活性炭、沸石等。堿性化合物對(duì)設(shè)備有一定腐蝕性，離子液體價(jià)格比較貴、且穩(wěn)定性比較差，固體吸附劑不宜運(yùn)輸存儲(chǔ)；最重要的是，CO2解吸附過(guò)程，通常需要加熱等措施，導(dǎo)致大部分吸附劑性質(zhì)或結(jié)構(gòu)發(fā)生變化、循環(huán)利用次數(shù)有限。
[0004]以來(lái)源于生物質(zhì)資源的糖類(lèi)分子為基體，經(jīng)化學(xué)改性制備的二氧化碳吸附劑具有不揮發(fā)，不污染環(huán)境，操作環(huán)境良好等特點(diǎn)。金喜連等申請(qǐng)的“基于天然生物質(zhì)制作二氧化碳吸附劑的方法及據(jù)此方法制作的基于天然生物質(zhì)的二氧化碳吸附劑”(CN 103240055
A)。該專(zhuān)利所涉及的生物質(zhì)基二氧化碳吸附劑利用化學(xué)反應(yīng)吸收CO2，形成碳酸鹽或碳酸氫鹽，之后通過(guò)加熱可再生吸附劑，吸附過(guò)程屬于化學(xué)吸附。專(zhuān)利所述的二氧化碳吸附劑吸附過(guò)程為物理吸附，且在吸附前后、多次吸附后結(jié)構(gòu)不會(huì)發(fā)生變化，吸附性能穩(wěn)定。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種性能穩(wěn)定，壽命長(zhǎng)，吸附性能好的糖類(lèi)親二氧化碳小分子衍生物吸附劑的制備方法，及該類(lèi)吸附劑的應(yīng)用方法。
[0006]本發(fā)明的制備方法包括操作步驟如下:
(O以氯仿、甲苯或丁酮為反應(yīng)介質(zhì)，將糖類(lèi)基底劑，化學(xué)改性劑和催化劑混合，在-20-110°C下反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為30分鐘-24小時(shí)，其中:糖類(lèi)基底劑與化學(xué)改性劑的摩爾比為1:3-20，催化劑與糖類(lèi)基底劑的質(zhì)量比為1:1-20 ;反應(yīng)物濃度控制在5-40%之間；所述的糖類(lèi)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、纖維二糖或蔗糖；
所述的化學(xué)改性劑主要為?；蛎鸦噭?，?；噭┌ǘ□Ｂ?、異丁酰氯或苯甲酰氯；醚化試劑包括乙酸酐、丙酸酐或乙硫醇；
所述的催化劑是三乙胺、吡啶，4- 二甲氨基吡啶等堿性化合物；
(2)反應(yīng)完成后將體系溫度調(diào)至常溫，通過(guò)減壓旋蒸除去反應(yīng)介質(zhì)，所得固體樣品經(jīng)
0.5-5摩爾/升的酸洗滌，除去其中殘留堿性催化劑；之后經(jīng)水洗除去樣品中未反應(yīng)原料和酸洗過(guò)程中殘留的無(wú)機(jī)酸；進(jìn)而在乙醇-丙酮混合溶劑體系中重結(jié)晶樣品，過(guò)濾干燥可得糖類(lèi)親二氧化碳小分子衍生物吸附劑產(chǎn)品。
[0007]所述的酸洗滌樣品的酸包括:鹽酸，磷酸或醋酸等。
[0008]所述的重結(jié)晶的條件為:乙醇和丙酮的體積比為1:1-10，樣品溶解溫度為35-65°C，結(jié)晶時(shí)間為1-20小時(shí)。
[0009]本發(fā)明制備的吸附劑的應(yīng)用步驟如下:
(1)室溫下，將糖類(lèi)親二氧化碳小分子衍生物吸附劑加入高壓容器中，密閉固體進(jìn)料
Π ；
(2)通過(guò)氣體進(jìn)氣口注入二氧化碳，使體系壓力高于所用吸附劑在室溫下固液相變壓力0.1-0.5 MPa，并保持高壓容器內(nèi)壓力不變；
(3)在攪拌條件下，使二氧化碳分子充分與吸附劑接觸，靜置吸附15分鐘-2小時(shí)，使固體吸附劑吸附飽和并轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂辛鲃?dòng)性的液體；
(4)將上述液體轉(zhuǎn)移到指定位置后，將體系壓力降至常壓發(fā)生相變析出固體，釋放出二氧化碳?xì)怏w，完成脫附，回收的固體吸附劑循環(huán)使用。
[0010]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)如下:
(I)糖類(lèi)分子自然界中來(lái)源廣泛，無(wú)毒，可再生，沒(méi)有揮發(fā)性。將含量豐富的糖類(lèi)分子改性成為二氧化碳吸附劑具有廣泛前景。
[0011](2)糖類(lèi)親二氧化碳小分子衍生物吸附劑在吸收二氧化碳后形成低粘度自由流動(dòng)的液體，增強(qiáng)了體系的傳質(zhì)性能，降低傳質(zhì)阻力。另外，也改善了體系的運(yùn)輸性能，液體流動(dòng)相可在聞壓管道中輸送。
[0012](3)糖類(lèi)親二氧化碳小分子衍生物吸附劑在吸附二氧化碳后形成的液體相，其中二氧化碳含量高，每克吸附劑可吸附0.05-0.5 g 二氧化碳。此外，本專(zhuān)利中的吸附劑再生方便，操作簡(jiǎn)單，將壓力下降到常壓，就可放出吸附的二氧化碳，吸附劑以固體的形式析出。樣品在重復(fù)使用十次后，吸附劑結(jié)構(gòu)和性能均未發(fā)現(xiàn)明顯變化。
[0013](4)糖類(lèi)親二氧化碳小分子衍生物吸附劑吸附二氧化碳后再生壓力較其他吸附劑的高，后續(xù)的二氧化碳加壓濃縮處理更容易，節(jié)約成本。

【具體實(shí)施方式】
[0014]實(shí)施例1:
全乙?；痗t -D-卩比喃葡萄糖的合成方法:在250 ml圓底燒瓶?jī)?nèi)加入10 g (55.6mmol)D-吡喃葡萄糖，然后加入100 mL氯仿做溶劑，10 mL吡啶做催化劑。在_20°C的攪拌條件下再將40 mL (424 mmol)乙酸酐緩慢滴加到體系內(nèi)，約30min滴加完畢。反應(yīng)時(shí)間12 h。反應(yīng)結(jié)束后將體系溫度調(diào)至常溫，通過(guò)減壓旋蒸除去反應(yīng)介質(zhì)，所得固體樣品用0.5mol/ L鹽酸洗滌樣品，除去其中殘留催化劑吡啶；之后經(jīng)水洗除去產(chǎn)品中未反應(yīng)原料和酸洗過(guò)程中殘留的無(wú)機(jī)酸；進(jìn)而在乙醇-丙酮(體積比1: 3)混合溶劑體系中重結(jié)晶樣品，樣品溶解溫度為35°C，結(jié)晶時(shí)間為10小時(shí)。過(guò)濾干燥可得吸附劑產(chǎn)品全乙?；?D-吡喃葡萄糖。經(jīng)測(cè)定在298 K時(shí)該吸附劑在二氧化碳中的相變點(diǎn)壓力為5.3 MPa。298 K時(shí)，將0.1026 g全乙酰化a-D-吡喃葡萄糖加入高壓容器中，密閉固體進(jìn)料口。通過(guò)進(jìn)氣口注入二氧化碳，使其壓力達(dá)到5.6 MPa并維持這一壓力直至吸附完成，期間通過(guò)適當(dāng)攪拌使吸附劑和二氧化碳充分混合。靜置30分鐘，之后，可根據(jù)實(shí)際需求將上述液體通過(guò)管道快速轉(zhuǎn)移到指定位置，降低體系壓力至常壓，發(fā)生相變析出固體吸附劑，釋放出二氧化碳?xì)怏w，完成脫附過(guò)程。計(jì)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?；厥盏奈絼┲貜?fù)使用十次，吸附性能未見(jiàn)降低。
[0015]實(shí)施例2:
全乙?；?D-吡喃葡萄糖的合成方法:在250 ml圓底燒瓶?jī)?nèi)加入40 g (222 mmol)β -D-吡喃葡萄糖固體，然后加入10mL甲苯，5mL吡啶做催化劑，在110°C的攪拌條件下將64mL (0.89 mmol )乙硫醇緩慢入到圓底燒瓶中。待D-吡喃葡萄糖逐漸溶解后，繼續(xù)反應(yīng)至24小時(shí)，期間采用薄層色譜(TLC)監(jiān)測(cè)反應(yīng)進(jìn)度。反應(yīng)結(jié)束后將體系溫度調(diào)至常溫，通過(guò)減壓旋蒸除去反應(yīng)介質(zhì)，所得固體樣品用2mol/ L磷酸洗滌樣品，除去其中殘留催化劑吡啶；之后經(jīng)水洗除去產(chǎn)品中未反應(yīng)原料和酸洗過(guò)程中殘留的無(wú)機(jī)酸；粗產(chǎn)品用乙醇-丙酮(1:1)混合溶劑體系重結(jié)晶，樣品溶解溫度為55 °C，結(jié)晶時(shí)間為4小時(shí)。過(guò)濾干燥可得吸附劑產(chǎn)品全乙?；?-D-吡喃葡萄糖，經(jīng)測(cè)定該吸附劑在二氧化碳中的相變點(diǎn)壓力為5.7MPa。298 K時(shí)，將0.188 g全乙酰化β-D-吡喃葡萄糖加入高壓容器中，密閉固體進(jìn)料口。通過(guò)進(jìn)氣口注入二氧化碳，使其壓力達(dá)到6.2 MPa并維持這一壓力直至吸附完成，期間通過(guò)適當(dāng)攪拌使吸附劑和二氧化碳充分混合。靜置20分鐘，當(dāng)固體吸附劑樣品全部液化并具有較好流動(dòng)性后，即可認(rèn)為吸附完全。之后，可根據(jù)實(shí)際需求將上述液體通過(guò)管道快速轉(zhuǎn)移到指定位置，降低體系壓力至常壓，發(fā)生相變析出固體吸附劑，釋放出二氧化碳?xì)怏w，完成脫附過(guò)程，回收的吸附劑可繼續(xù)使用。計(jì)算可得每克全乙?；?D-吡喃葡萄糖液化后可吸附二氧化碳0.25克。回收的吸附劑重復(fù)使用十次，吸附性能未見(jiàn)降低。
[0016]實(shí)施例3:
甲基-2，3，4，6-四-O-丙酰-β -D吡喃葡萄糖的合成方法:將10 mmol β -D-甲基吡喃葡萄糖苷加到100 mL圓底燒瓶中，加入20 mL 丁酮做溶劑,再加入10 mmol 4-二甲氨基吡啶和44 mmol丙酸酐，控制反應(yīng)溫度在60 °C。反應(yīng)30分鐘后停止攪拌后，將至室溫。通過(guò)減壓旋蒸除去反應(yīng)介質(zhì)，所得固體樣品用5mol/ L醋酸洗滌樣品，除去其中殘留催化劑吡啶；之后經(jīng)水洗除去產(chǎn)品中未反應(yīng)原料和酸洗過(guò)程中殘留的無(wú)機(jī)酸；粗產(chǎn)品用乙醇-丙酮(1:4)混合溶劑體系重結(jié)晶，樣品溶解溫度為65 °C，結(jié)晶時(shí)間為I小時(shí)。過(guò)濾干燥可得吸附劑產(chǎn)品甲基_2，3，4，6-四-O-丙酰-β -D吡喃葡萄糖，經(jīng)測(cè)定該吸附劑在二氧化碳中的相變點(diǎn)壓力為3.3 MPa。298 K時(shí)，將0.165 g甲基_2，3，4，6-四-O-丙酰-β-D吡喃葡萄糖加入高壓容器中，密閉固體進(jìn)料口。通過(guò)進(jìn)氣口注入二氧化碳，使其壓力達(dá)到3.4 MPa并維持這一壓力直至吸附完成，期間通過(guò)適當(dāng)攪拌使吸附劑和二氧化碳充分混合。靜置2小時(shí)，當(dāng)固體吸附劑樣品全部液化并具有較好流動(dòng)性后，即可認(rèn)為吸附完全。之后，可根據(jù)實(shí)際需求將上述液體通過(guò)管道快速轉(zhuǎn)移到指定位置，降低體系壓力至常壓，發(fā)生相變析出固體吸附劑，釋放出二氧化碳?xì)怏w，完成脫附過(guò)程，回收的吸附劑可繼續(xù)使用。計(jì)算可得每克全乙酰化甲基-2，3，4，6-四-O-丙酰-β -D吡喃葡萄糖液化后可吸附二氧化碳0.35克?；厥盏奈絼┲貜?fù)使用十次，吸附性能未見(jiàn)降低。
[0017]實(shí)施例4:
甲基-2，3，4，6-四-O-丁酰-β-D卩比喃葡萄糖的合成方法:將1.55 g (8 mmol)β-D-甲基吡喃葡萄糖苷、0.76 mmol三乙胺、20mL氯仿溶劑加入反應(yīng)瓶?jī)?nèi)，25 °C下攪拌30min,再將用氯仿稀釋的丁酰氯(120 mmol)用恒壓滴液漏斗緩慢的加入反應(yīng)體系。反應(yīng)6小時(shí)后用冰水浴降溫淬滅反應(yīng)。反應(yīng)結(jié)束后將體系溫度調(diào)至常溫，通過(guò)減壓旋蒸除去反應(yīng)介質(zhì)，所得固體樣品用4mol/ L鹽酸洗滌樣品，除去其中殘留催化劑吡啶；之后經(jīng)水洗除去產(chǎn)品中未反應(yīng)原料和酸洗過(guò)程中殘留的無(wú)機(jī)酸；粗產(chǎn)品用乙醇-丙酮(1:6)混合溶劑體系重結(jié)晶，樣品溶解溫度為45 °C，結(jié)晶時(shí)間為20小時(shí)。過(guò)濾干燥可得吸附劑產(chǎn)品甲基-2，3，4，6-四-O- 丁酰-β -D吡喃葡萄糖，經(jīng)測(cè)定該吸附劑在二氧化碳中的相變點(diǎn)壓力為3.0 MPa。298 K時(shí)，將0.5025 g甲基_2，3，4，6-四-O-丁酰-β-D吡喃葡萄糖加入高壓容器中，密閉固體進(jìn)料口。通過(guò)進(jìn)氣口注入二氧化碳，使其壓力達(dá)到3.3 MPa并維持這一壓力直至吸附完成，期間通過(guò)適當(dāng)攪拌使吸附劑和二氧化碳充分混合。靜置40分鐘，當(dāng)固體吸附劑樣品全部液化并具有較好流動(dòng)性后，即可認(rèn)為吸附完全。之后，可根據(jù)實(shí)際需求將上述液體通過(guò)管道快速轉(zhuǎn)移到指定位置，降低體系壓力至常壓，發(fā)生相變析出固體吸附劑，釋放出二氧化碳?xì)怏w，完成脫附過(guò)程，回收的吸附劑可繼續(xù)使用。計(jì)算可得每克甲基-2，3，4，6-四-O- 丁酰-β -D吡喃葡萄糖液化后可吸附二氧化碳0.46克。回收的吸附劑重復(fù)使用十次，吸附性能未見(jiàn)降低。
[0018]實(shí)施例5:
全乙?；崽?蔗糖八乙酸酯)的合成方法:在250 ml圓底燒瓶?jī)?nèi)加入15 g (43.8mmol)鹿糖,然后加入150 mL氯仿做溶劑，10 mL 4-二甲氨基卩比唳做催化劑。在75 °〇的攪拌條件下再將40 mL (424 mmol)乙酸酐緩慢滴加到體系內(nèi)。反應(yīng)時(shí)間2 h。反應(yīng)結(jié)束后將體系溫度調(diào)至常溫，通過(guò)減壓旋蒸除去反應(yīng)介質(zhì)，所得固體樣品用lmol/ L鹽酸洗滌樣品，除去其中殘留催化劑吡啶；之后經(jīng)水洗除去產(chǎn)品中未反應(yīng)原料和酸洗過(guò)程中殘留的無(wú)機(jī)酸；粗產(chǎn)品用乙醇-丙酮(1:8)混合溶劑體系重結(jié)晶，樣品溶解溫度為35 °C，結(jié)晶時(shí)間為20小時(shí)。過(guò)濾干燥可得吸附劑產(chǎn)品全乙酰化蔗糖，經(jīng)測(cè)定該吸附劑在二氧化碳中的相變點(diǎn)壓力為2.7 MPa0 298 K時(shí)，將0.2527 g全乙?；崽羌尤敫邏喝萜髦?，密閉固體進(jìn)料口。通過(guò)進(jìn)氣口注入二氧化碳，使其壓力達(dá)到2.8 MPa并維持這一壓力直至吸附完成，期間通過(guò)適當(dāng)攪拌使吸附劑和二氧化碳充分混合。靜置15分鐘，當(dāng)固體吸附劑樣品全部液化并具有較好流動(dòng)性后，即可認(rèn)為吸附完全。之后，可根據(jù)實(shí)際需求將上述液體通過(guò)管道快速轉(zhuǎn)移到指定位置，降低體系壓力至常壓，發(fā)生相變析出固體吸附劑，釋放出二氧化碳?xì)怏w，完成脫附過(guò)程。計(jì)算可得每克蔗糖八乙酸酯液化后可吸附二氧化碳0.45克?；厥盏奈絼┲貜?fù)使用十次，吸附性能未見(jiàn)降低。
[0019]實(shí)施例6:
D-氨基葡萄糖五乙酸酯的合成方法:在100 ml圓底燒瓶?jī)?nèi)加入5 g (22.8 mmol)D-乙酰氨基葡萄糖，然后加入50 mL甲苯做溶劑，2 mL吡啶做催化劑。在45 1:的攪拌條件下再將12 mL (127.2 mmol)乙酸酐緩慢滴加到體系內(nèi)。反應(yīng)時(shí)間6 h。反應(yīng)結(jié)束后將體系溫度調(diào)至常溫，通過(guò)減壓旋蒸除去反應(yīng)介質(zhì)，所得固體樣品用3 mol/ L磷酸洗滌樣品，除去其中殘留催化劑吡啶；之后經(jīng)水洗除去產(chǎn)品中未反應(yīng)原料和酸洗過(guò)程中殘留的無(wú)機(jī)酸；粗產(chǎn)品用乙醇-丙酮(1:2 )混合溶劑體系重結(jié)晶，樣品溶解溫度為40 °C，結(jié)晶時(shí)間為20小時(shí)。過(guò)濾干燥可得吸附劑產(chǎn)品D-氨基葡萄糖五乙酸酯，經(jīng)測(cè)定該吸附劑在二氧化碳中的相變點(diǎn)壓力為6.1 MPa。298 K時(shí)，將8.4 g D-氨基葡萄糖五乙酸酯加入高壓容器中，密閉固體進(jìn)料口。通過(guò)進(jìn)氣口注入二氧化碳，使其壓力達(dá)到6.6 MPa并維持這一壓力直至吸附完成，期間通過(guò)適當(dāng)攪拌使吸附劑和二氧化碳充分混合。靜置90分鐘，當(dāng)固體吸附劑樣品全部液化并具有較好流動(dòng)性后，即可認(rèn)為吸附完全。之后，可根據(jù)實(shí)際需求將上述液體通過(guò)管道快速轉(zhuǎn)移到指定位置，降低體系壓力至常壓，發(fā)生相變析出固體吸附劑，釋放出二氧化碳?xì)怏w，完成脫附過(guò)程?；厥盏奈絼┲貜?fù)使用十次，吸附性能未見(jiàn)明顯降低。計(jì)算可得每克D-氨基葡萄糖五乙酸酯液化后可吸附二氧化碳0.1克?；厥盏奈絼┲貜?fù)使用十次，吸附性能未見(jiàn)降低。
[0020]實(shí)施例7:
甲基-2，3，4，6-四-O-苯甲酰-β-D卩比喃葡萄糖的合成方法:將3.88 g (20 mmol)β-D-甲基吡喃葡萄糖苷加到250 mL圓底燒瓶中，加入150 mL丁酮做溶劑，再加入10 mmol三乙胺和100 mmol苯甲酰氯，控制反應(yīng)溫度在100 °C。反應(yīng)4小時(shí)后停止攪拌后，將至室溫。通過(guò)減壓旋蒸除去反應(yīng)介質(zhì)，所得固體樣品用5 mol/ L醋酸洗滌樣品，除去其中殘留催化劑吡啶；之后經(jīng)水洗除去產(chǎn)品中未反應(yīng)原料和酸洗過(guò)程中殘留的無(wú)機(jī)酸；粗產(chǎn)品用乙醇-丙酮(1:10)混合溶劑體系重結(jié)晶，樣品溶解溫度為65 °C，結(jié)晶時(shí)間為5小時(shí)。過(guò)濾干燥可得吸附劑產(chǎn)品甲基_2，3，4，6-四-O-苯甲酰-β -D吡喃葡萄糖，經(jīng)測(cè)定該吸附劑在二氧化碳中的相變點(diǎn)壓力為6.2 MPa。298 K時(shí)，將3.5 g甲基-2，3，4，6-四-O-苯甲酰-β-D吡喃葡萄糖加入高壓容器中，密閉固體進(jìn)料口。通過(guò)進(jìn)氣口注入二氧化碳，使其壓力達(dá)到
6.7 MPa并維持這一壓力直至吸附完成，期間通過(guò)適當(dāng)攪拌使吸附劑和二氧化碳充分混合。靜置2小時(shí)，當(dāng)固體吸附劑樣品全部液化并具有較好流動(dòng)性后，即可認(rèn)為吸附完全。之后，可根據(jù)實(shí)際需求將上述液體通過(guò)管道快速轉(zhuǎn)移到指定位置，降低體系壓力至常壓，發(fā)生相變析出固體吸附劑，釋放出二氧化碳?xì)怏w，完成脫附過(guò)程，回收的吸附劑可繼續(xù)使用。計(jì)算可得每克甲基_2，3，4，6-四-O-苯甲酰-β -D吡喃葡萄糖液化后可吸附二氧化碳0.05克?；厥盏奈絼┲貜?fù)使用十次，吸附性能未見(jiàn)降低。
[0021]實(shí)施例8:
甲基-2，3，4，6-四-O-異丁酰-β-D卩比喃葡萄糖的合成方法:將3.88 g (20 mmol)β-D-甲基吡喃葡萄糖苷加到250 mL圓底燒瓶中，加入100 mL丁酮做溶劑，再加入10 mmol三乙胺和120 mmol異丁酰氯，控制反應(yīng)溫度在80 °C。反應(yīng)8小時(shí)后停止攪拌后，將至室溫。通過(guò)減壓旋蒸除去反應(yīng)介質(zhì)，所得固體樣品用3mol/ L鹽酸洗滌樣品，除去其中殘留催化劑吡啶；之后經(jīng)水洗除去產(chǎn)品中未反應(yīng)原料和酸洗過(guò)程中殘留的無(wú)機(jī)酸；粗產(chǎn)品用乙醇-丙酮(1:5)混合溶劑體系重結(jié)晶，樣品溶解溫度為65 °C，結(jié)晶時(shí)間為7小時(shí)。過(guò)濾干燥可得吸附劑產(chǎn)品甲基_2，3，4，6-四-O-異丁酰-β -D吡喃葡萄糖，經(jīng)測(cè)定該吸附劑在二氧化碳中的相變點(diǎn)壓力為5.8 MPa。298 K時(shí)，將0.5230 g甲基-2，3，4，6-四-O-苯甲酰-β-D吡喃葡萄糖加入高壓容器中，密閉固體進(jìn)料口。通過(guò)進(jìn)氣口注入二氧化碳，使其壓力達(dá)到6.0MPa并維持這一壓力直至吸附完成，期間通過(guò)適當(dāng)攪拌使吸附劑和二氧化碳充分混合。靜置45分鐘，當(dāng)固體吸附劑樣品全部液化并具有較好流動(dòng)性后，即可認(rèn)為吸附完全。之后，可根據(jù)實(shí)際需求將上述液體通過(guò)管道快速轉(zhuǎn)移到指定位置，降低體系壓力至常壓，發(fā)生相變析出固體吸附劑，釋放出二氧化碳?xì)怏w，完成脫附過(guò)程，回收的吸附劑可繼續(xù)使用。計(jì)算可得每克甲基-2，3，4，6-四-O-異丁酰-β -D吡喃葡萄糖液化后可吸附二氧化碳0.5克?；厥盏奈絼┲貜?fù)使用十次，吸附性能未見(jiàn)降低。
【權(quán)利要求】
1.一種糖類(lèi)親二氧化碳小分子衍生物吸附劑的制備方法，其特征在于包括如下步驟: (1)以氯仿、甲苯或丁酮為反應(yīng)介質(zhì)，將糖類(lèi)基底劑，化學(xué)改性劑和催化劑混合，在-20-110°C下反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為30分鐘-24小時(shí)，其中:糖類(lèi)基底劑與化學(xué)改性劑的摩爾比為1:3-20，催化劑與糖類(lèi)基底劑的質(zhì)量比為1:1-20 ;反應(yīng)物濃度控制在5-40%之間； (2)反應(yīng)完成后將體系溫度調(diào)至常溫，通過(guò)減壓旋蒸除去反應(yīng)介質(zhì)，所得固體樣品經(jīng)0.5-5摩爾/升的酸洗滌，除去其中殘留堿性催化劑；之后經(jīng)水洗除去樣品中未反應(yīng)原料和酸洗過(guò)程中殘留的無(wú)機(jī)酸；進(jìn)而在乙醇-丙酮混合溶劑體系中重結(jié)晶樣品，過(guò)濾干燥制得糖類(lèi)親二氧化碳小分子衍生物吸附劑產(chǎn)品。
2.如權(quán)利要求1所述的一種糖類(lèi)親二氧化碳小分子衍生物吸附劑的制備方法，其特征在于所述的糖類(lèi)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、纖維二糖或蔗糖。
3.如權(quán)利要求1所述的一種糖類(lèi)親二氧化碳小分子衍生物吸附劑的制備方法，其特征在于所述的化學(xué)改性劑包括?；噭┗蛎鸦噭?。
4.如權(quán)利要求3所述的一種糖類(lèi)親二氧化碳小分子衍生物吸附劑的制備方法，其特征在于所述的?；噭┌ǘ□Ｂ?、異丁酰氯或苯甲酰氯；醚化試劑包括乙酸酐、丙酸酐或乙硫醇。
5.如權(quán)利要求1所述的一種糖類(lèi)親二氧化碳小分子衍生物吸附劑的制備方法，其特征在于所述的催化劑是三乙胺、吡啶或4- 二甲氨基吡啶。
6.如權(quán)利要求1所述的一種糖類(lèi)親二氧化碳小分子衍生物吸附劑的制備方法，其特征在于所述的酸包括鹽酸，磷酸或醋酸。
7.如權(quán)利要求1所述的一種糖類(lèi)親二氧化碳小分子衍生物吸附劑的制備方法，其特征在于所述的重結(jié)晶的條件為:乙醇和丙酮的體積比為1:1-10，樣品溶解溫度為35-65 V,結(jié)晶時(shí)間為1-20小時(shí)。
8.如權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的一種糖類(lèi)親二氧化碳小分子衍生物吸附劑的應(yīng)用，其特征在于包括如下步驟: (1)室溫下，將糖類(lèi)親二氧化碳小分子衍生物吸附劑加入高壓容器中，密閉固體進(jìn)料Π ； (2)通過(guò)氣體進(jìn)氣口注入二氧化碳，使體系壓力高于所用吸附劑在室溫下固液相變壓力0.1-0.5 MPa，并保持高壓容器內(nèi)壓力不變； (3)在攪拌條件下，使二氧化碳分子充分與吸附劑接觸，靜置吸附15分鐘-2小時(shí)，使固體吸附劑吸附飽和并轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂辛鲃?dòng)性的液體； (4)將上述液體轉(zhuǎn)移到指定位置后，將體系壓力降至常壓發(fā)生相變析出固體，釋放出二氧化碳?xì)怏w，完成脫附，回收的固體吸附劑循環(huán)使用。
【文檔編號(hào)】B01D53/02GK104190366SQ201410460007
【公開(kāi)日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2014年9月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月11日
【發(fā)明者】喬巖, 何金美, 侯相林, 葛文智, 王英雄 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院山西煤炭化學(xué)研究所