眾所周知，由溫室效應(yīng)導(dǎo)致的全球氣候變暖在近幾十年間不斷加劇，引發(fā)一系列環(huán)境問(wèn)題產(chǎn)生，諸如冰川消融，海平面上升，干旱等等，嚴(yán)重威脅地球生物的生存及發(fā)展。而CO2作為最主要的溫室氣體之一，其控制與減排引起各界的關(guān)注。
在1970年至2004年期間，全球CO2的排放量增加了70%。而根據(jù)IPCC排放情景特別報(bào)告預(yù)估，若到2030年及以后，在全球混合能源結(jié)構(gòu)配置中化石燃料仍保持其主導(dǎo)地位，全球溫室氣體排放量在2000年至2030年期間則會(huì)增加25%～90%（CO2當(dāng)量），預(yù)估未來(lái)二十年將以每十年大約升高0.2℃的速率變暖。因此，CO2排放的控制和減排刻不容緩。
近幾十年來(lái)，CO2的分離和捕集技術(shù)得到大量的研究，包括各種物理和化學(xué)處理方法，如溶劑吸收、變壓吸附、膜分離等。目前工業(yè)中已有的應(yīng)用是有機(jī)胺吸收法捕集煙氣中的CO2，該法利用CO2與有機(jī)胺發(fā)生可逆的化學(xué)反應(yīng)，吸收與解吸交替進(jìn)行，從而實(shí)現(xiàn)二氧化碳從煙氣中的分離回收；吸收溫度為30℃～60℃，并在100℃～140℃下再生。一乙醇胺（MEA）和二乙醇胺（DEA）溶液回收CO2法是有機(jī)胺法中研究最早、工業(yè)應(yīng)用最普遍的一類方法。MEA與CO2反應(yīng)，具有吸收迅速、吸收能力強(qiáng)的特點(diǎn)。但其缺點(diǎn) 是MEA水溶液容易發(fā)泡、降解；再生能耗高，蒸汽耗量大；腐蝕性較強(qiáng)；易被氧化等。雖然可以通過(guò)一些輔助的技術(shù)來(lái)緩解MEA法存在的問(wèn)題，如向溶劑中加入抗氧化劑、防腐劑等，但都無(wú)法完全克服MEA法的缺陷，同時(shí)還會(huì)帶來(lái)新的問(wèn)題。近年來(lái)氨基酸鹽引起研究的關(guān)注，因?yàn)槠渚哂衼?lái)源廣泛，環(huán)境污染性小，對(duì)CO2有良好的吸收能力等特點(diǎn)。但因?yàn)榘被猁}在吸 收CO2過(guò)程中易沉降，且再生效率較低等特點(diǎn)制約這一吸收劑的應(yīng)用。離子液體（ionicliquids, ILs）是完全由特定陽(yáng)、陰離子構(gòu)成的在室溫或近于室溫下呈液態(tài)的物質(zhì)，是一種新型的溶劑。1999年Blanchard等研究發(fā)現(xiàn)離子液體幾乎不溶于CO2相，而CO2卻可大量溶解在離子液體中，且體積膨脹率很?。辉谳^高的壓力和溫度下，離子液體和CO2又可維持氣液兩相平衡。這為CO2的固定吸收提 供了新途徑。但常規(guī)的離子液體吸收CO2屬于物理吸收，吸收速率較慢。
為解決這一缺點(diǎn)，研究人員依據(jù)離子液體的結(jié)構(gòu)可調(diào)性和CO2的酸性特點(diǎn)，設(shè)計(jì)合成了一系列具有一定特殊功能的離子液體，即功能性離子液體。在這類離子液體中，以合成含氨基的功能化離子液體居多，如氨基咪唑類、氨基胍類、乳酸鹽類、氨基酸類、季鹽類磺酸鹽類等離子液體。功能性離子液體備有機(jī)胺與離子液體兩者的優(yōu)點(diǎn)，既具有有機(jī)胺高吸收速率、吸收容量的特點(diǎn)，又有離子液體低蒸汽壓，穩(wěn)定性良好等性質(zhì)。
總而言之，開(kāi)發(fā)出環(huán)境友好、經(jīng)濟(jì)高效的新型吸收劑，是未來(lái)CO2捕集工藝研發(fā)的趨勢(shì)之一。
本項(xiàng)目提供了一種高效、穩(wěn)定性良好且解吸容易的用于捕集或分離二氧化碳的氨基乙酸功能性離子液體?？勺鳛槲談?，用于捕集或分離氣體中的二氧化碳，該吸收劑不僅具有高效的CO2吸收能力，同時(shí)具有高的抗氧化、良好的穩(wěn)定性，且容易再生，兼具有機(jī)胺和離子液體的優(yōu)點(diǎn)，并能有效克服傳統(tǒng)有機(jī)胺及常規(guī)離子液體吸收CO2的缺陷，具有經(jīng)濟(jì)性高的優(yōu)點(diǎn)，更有利于工業(yè)化應(yīng)用。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：傳統(tǒng)的MEA吸收體系因易被氧化，分解、解析難等因素而成本昂貴。
而本發(fā)明的氨基乙酸功能性離子液體的特性在于，向常規(guī)咪唑離子液體中引入氨基乙酸根，使離子液體能與CO2發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，并向離子液體中引入羥基提高親水性。不僅保證氨基乙酸功能性離子液體具有高效的CO2吸收能力，如具有較高的二氧化碳吸收效率及吸收容量，同時(shí)提高了氨基乙酸功能性離子液體作為吸收劑的抗氧化、抗高溫及抗沖擊負(fù)荷能力，即提高了吸收劑的穩(wěn)定性。另外，由于氨基酸乙酸離子液體蒸汽壓低，幾乎不存在溶液發(fā)損耗等問(wèn)題，因此，本發(fā)明氨基乙酸功能性離子液體作為吸收劑具有經(jīng)濟(jì)性、易于工業(yè)化的優(yōu)點(diǎn)。通過(guò)對(duì)抗氧化能力、再生性能、CO2吸收能力的對(duì)比可以得出，本項(xiàng)目所述的氨基乙酸功能性離子液體兼具有機(jī)胺和離子液體的優(yōu)點(diǎn)，并能有效克服傳統(tǒng)有機(jī)胺及常規(guī)離子液體吸收CO2的缺陷，相比于其他傳統(tǒng)吸收劑具有較為突出的優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，該離子液體具有經(jīng)濟(jì)性高的優(yōu)點(diǎn)，更有利于工業(yè)化應(yīng)用。
