专利名称：一种捕捉二氧化碳的方法
技术领域：
本发明涉及一种捕捉二氧化碳的方法，具体涉及一种以化学反应将二氧化碳 (CO2)进行捕捉的方法。
背景技术：
在大气环境中具有多种的化学物质，在一般的情况下，不会对生态造成影响，但是 最近工业的发展，使用各种工业化机械及交通工具，所排放的化学物质越来越多，排放的浓 度超出标准，造成环境污染。地球气候变暖是目前最受重视的环保课题。温室气体会造成地球气温上升的大气 气体，大气中最主要的温室气体为二氧化碳、甲烷及二氧化氮等，尤其是二氧化碳。人类活动导致大量二氧化碳排放，造成了巨大的环境影响，并且全球二氧化碳的 排放量正以每年3%的速度增长，气候变暖问题越来越严峻。当前，二氧化碳捕捉与封存技术，被视为短期内应对全球气候变化最重要的技术 之一，分为捕捉、运输和封存三个环节。对于二氧化碳捕捉，目前已掌握的三种方法是燃烧 后捕捉、燃烧前捕捉和富氧燃烧捕捉。二氧化碳的封存方式分为四种，一是通过化学反应 把二氧化碳转化成固体无机碳酸盐；二是工业应用，直接作为多种含碳化学品的生产原料； 三是注入海洋1000米以下的深处；四是注入地下岩层。目前二氧化碳捕捉与封存技术仍处于试验阶段，技术上的不成熟以及高成本致使 这项技术难以大规模的推广。据估计，捕捉和处理二氧化碳的成本大概在75 115美元/ 吨，与开发风能、太阳能等新能源的价格相比并不具备太大的竞争优势。(今日科技，2009， 12,42)因此，开发捕捉二氧化碳技术的新技术，是一个重要课题(Wang，C. ；Luo, H.； Jiang, D. ；Li，H. ；Dai, S. Angew. Chem. Int. Ed. 2010,49,5978)
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种捕捉二氧化碳的新方法。使用碱金属 氢氧化物捕捉二氧化碳的方法已有报道，如中国专利申请号200810177078. 5 (申请公布号 CN101773766A)，以及中国专利申请号200880016492. 6 (公开号CN101687141A)，此外还报 道了几种二氧化碳捕捉方法，例如膜吸收法、压力-温度转换法、生物法、金属-有机复合 物、碳材料、笼状物、沸石和离子液体吸收法(Angew. Chem. Int. Ed. 2010，49，6058)。本发明 采用2-卤乙胺捕捉二氧化碳，副产2-噁唑啉酮，是一种新方法。本发明所需要解决的技术问题，可以通过以下技术方案来实现一种捕捉二氧化碳的方法，二氧化碳与2-卤乙胺在碱液中反应生成2-噁唑啉酮，
反应式如下
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其中，X为 Cl，Br，I ；其中，碱为三乙胺，NH3，氢氧化钠，氢氧化钾，氢氧化钙。所述碱液的质量百分浓度为1_40%。所述反应温度为0 60°C。所述反应压力为0. 01 IMPa。本发明在温和的条件下，2-卤乙胺能够有效地捕捉二氧化碳，生成2-噁唑啉酮。 2-噁唑啉酮是一种不易挥发的固体，易于处理；它还是一种农药、医药、有机合成中间体， 例如用于生产药物卡氮芥和环己亚硝脲。本发明的有益效果本发明的在温和的条件下进行，方法简单，原料廉价易得。本发明的反应生成生成2_噁唑啉酮。可作为农药、医药、有机合成中间体。本发明的生产过程中无有毒、有害物质产生，利于环保。
具体实施例方式为了使本发明的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具 体实施例，进一步阐述本发明。实施例12-氯乙胺盐酸盐(11. 6克)溶解在100毫升水里，加入22. 1克三乙胺，在磁力搅拌 下通入二氧化碳(气体流速大约5升/分钟)，反应温度为30-35°C。反应压力为0. IMPa。3 小时后取样检测，1H NMR表明反应完全，产物是2-噁唑啉酮，收率95%以上。屯NMR(⑶C13， 400MHz) 8 6. 93 (bs, 1H) ,4. 43 (t, J = 8Hz，2H)，3. 63 (t，J = 8Hz，2H)。13C NMR(CDC13, 100MHz) : S 159. 53，63. 58，39. 03。实施例22-溴乙胺氢溴酸盐(20. 6克)溶解在100毫升水里，加入22. 1克三乙胺，在磁力搅 拌下通入二氧化碳和空气的混合物(二氧化碳含量约为10%，气体流速大约5升/分钟)， 反应温度为0-5°C。反应压力为0. IMPa。4小时后取样检测，1H NMR表明反应完全，产物是 2-噁唑啉酮，收率95 %以上。实施例32-氯乙胺盐酸盐(11.6克)溶解在400毫升水里，加入8克氢氧化钠，在磁力搅拌 下通入二氧化碳和空气的混合物(二氧化碳含量约为50%，气体流速约为5升/分钟)，反 应温度为26-28°C。反应压力为0. IMPa。1小时后取样检测，1H NMR表明反应完全，产物是 2-噁唑啉酮，收率95 %以上。实施例42-氯乙胺盐酸盐(11. 6克)溶解在200毫升水里，加入8克氢氧化钙，把上述反应物移入高压釜。在搅拌下通入二氧化碳(气体流速约为5升/分钟)，反应温度为50-60°C。 反应压力为IMPa。半小时后取样检测，力NMR表明反应完全，产物是2-噁唑啉酮，收率95% 以上。实施例52-氯乙胺盐酸盐(11.6克)溶解在100毫升水里，加入11毫升15%氨水，在磁 力搅拌下通入二氧化碳(气体流速约为5升/分钟)，反应温度为26-28°C。反应压力为 0. IMPa。3小时后取样检测，1H NMR表明反应完全，产物是2-噁唑啉酮，收率95%以上。以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术 人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本 发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变 化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其 等同物界定。
权利要求
1. 一种捕捉二氧化碳的方法，二氧化碳与2-卤乙胺在碱液中反应生成2-噁唑啉酮，反 应式如下
2.根据权利要求1所述的一种捕捉二氧化碳的方法，其特征在于，所述碱液的质量百 分浓度为1_40%。
3.根据权利要求1所述的一种捕捉二氧化碳的方法，其特征在于，所述反应温度为0 60 °C。
4.根据权利要求1所述的一种捕捉二氧化碳的方法，其特征在于，所述反应压力为 0. 01 IMPa。
全文摘要
一种捕捉二氧化碳的方法，二氧化碳与2-卤乙胺在碱液中反应生成2-噁唑啉酮，反应式如下其中，X为Cl，Br，I；其中，碱为三乙胺，NH3，氢氧化钠，氢氧化钾，氢氧化钙。碱液的质量百分浓度为1-40％。所述反应温度为0～60℃。所述反应压力为0.01～1MPa。
文档编号C07D263/22GK102000487SQ201010512249
公开日2011年4月6日 申请日期2010年10月19日 优先权日2010年10月19日
发明者尹衍升, 张希琴, 王军华, 董丽华 申请人:上海海事大学