專利名稱：一種捕捉二氧化碳的方法
技術領域：
本發明涉及一種捕捉二氧化碳的方法，具體涉及一種以化學反應將二氧化碳 (CO2)進行捕捉的方法。
背景技術：
在大氣環境中具有多種的化學物質，在一般的情況下，不會對生態造成影響，但是 最近工業的發展，使用各種工業化機械及交通工具，所排放的化學物質越來越多，排放的濃 度超出標準，造成環境污染。地球氣候變暖是目前最受重視的環保課題。溫室氣體會造成地球氣溫上升的大氣 氣體，大氣中最主要的溫室氣體為二氧化碳、甲烷及二氧化氮等，尤其是二氧化碳。人類活動導致大量二氧化碳排放，造成了巨大的環境影響，并且全球二氧化碳的 排放量正以每年3%的速度增長，氣候變暖問題越來越嚴峻。當前，二氧化碳捕捉與封存技術，被視為短期內應對全球氣候變化最重要的技術 之一，分為捕捉、運輸和封存三個環節。對于二氧化碳捕捉，目前已掌握的三種方法是燃燒 后捕捉、燃燒前捕捉和富氧燃燒捕捉。二氧化碳的封存方式分為四種，一是通過化學反應 把二氧化碳轉化成固體無機碳酸鹽；二是工業應用，直接作為多種含碳化學品的生產原料； 三是注入海洋1000米以下的深處；四是注入地下巖層。目前二氧化碳捕捉與封存技術仍處于試驗階段，技術上的不成熟以及高成本致使 這項技術難以大規模的推廣。據估計，捕捉和處理二氧化碳的成本大概在75 115美元/ 噸，與開發風能、太陽能等新能源的價格相比并不具備太大的競爭優勢。(今日科技，2009， 12,42)因此，開發捕捉二氧化碳技術的新技術，是一個重要課題(Wang，C. ；Luo, H.； Jiang, D. ；Li，H. ；Dai, S. Angew. Chem. Int. Ed. 2010,49,5978)
發明內容
本發明所要解決的技術問題在于提供一種捕捉二氧化碳的新方法。使用堿金屬 氫氧化物捕捉二氧化碳的方法已有報道，如中國專利申請號200810177078. 5 (申請公布號 CN101773766A)，以及中國專利申請號200880016492. 6 (公開號CN101687141A)，此外還報 道了幾種二氧化碳捕捉方法，例如膜吸收法、壓力-溫度轉換法、生物法、金屬-有機復合 物、碳材料、籠狀物、沸石和離子液體吸收法(Angew. Chem. Int. Ed. 2010，49，6058)。本發明 采用2-鹵乙胺捕捉二氧化碳，副產2-噁唑啉酮，是一種新方法。本發明所需要解決的技術問題，可以通過以下技術方案來實現一種捕捉二氧化碳的方法，二氧化碳與2-鹵乙胺在堿液中反應生成2-噁唑啉酮，
反應式如下
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其中，X為 Cl，Br，I ；其中，堿為三乙胺，NH3，氫氧化鈉，氫氧化鉀，氫氧化鈣。所述堿液的質量百分濃度為1_40%。所述反應溫度為0 60°C。所述反應壓力為0. 01 IMPa。本發明在溫和的條件下，2-鹵乙胺能夠有效地捕捉二氧化碳，生成2-噁唑啉酮。 2-噁唑啉酮是一種不易揮發的固體，易于處理；它還是一種農藥、醫藥、有機合成中間體， 例如用于生產藥物卡氮芥和環己亞硝脲。本發明的有益效果本發明的在溫和的條件下進行，方法簡單，原料廉價易得。本發明的反應生成生成2_噁唑啉酮。可作為農藥、醫藥、有機合成中間體。本發明的生產過程中無有毒、有害物質產生，利于環保。
具體實施例方式為了使本發明的技術手段、創作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結合具 體實施例，進一步闡述本發明。實施例12-氯乙胺鹽酸鹽(11. 6克)溶解在100毫升水里，加入22. 1克三乙胺，在磁力攪拌 下通入二氧化碳(氣體流速大約5升/分鐘)，反應溫度為30-35°C。反應壓力為0. IMPa。3 小時后取樣檢測，1H NMR表明反應完全，產物是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。實施例22-溴乙胺氫溴酸鹽(20. 6克)溶解在100毫升水里，加入22. 1克三乙胺，在磁力攪 拌下通入二氧化碳和空氣的混合物(二氧化碳含量約為10%，氣體流速大約5升/分鐘)， 反應溫度為0-5°C。反應壓力為0. IMPa。4小時后取樣檢測，1H NMR表明反應完全，產物是 2-噁唑啉酮，收率95 %以上。實施例32-氯乙胺鹽酸鹽(11.6克)溶解在400毫升水里，加入8克氫氧化鈉，在磁力攪拌 下通入二氧化碳和空氣的混合物(二氧化碳含量約為50%，氣體流速約為5升/分鐘)，反 應溫度為26-28°C。反應壓力為0. IMPa。1小時后取樣檢測，1H NMR表明反應完全，產物是 2-噁唑啉酮，收率95 %以上。實施例42-氯乙胺鹽酸鹽(11. 6克)溶解在200毫升水里，加入8克氫氧化鈣，把上述反應物移入高壓釜。在攪拌下通入二氧化碳(氣體流速約為5升/分鐘)，反應溫度為50-60°C。 反應壓力為IMPa。半小時后取樣檢測，力NMR表明反應完全，產物是2-噁唑啉酮，收率95% 以上。實施例52-氯乙胺鹽酸鹽(11.6克)溶解在100毫升水里，加入11毫升15%氨水，在磁 力攪拌下通入二氧化碳(氣體流速約為5升/分鐘)，反應溫度為26-28°C。反應壓力為 0. IMPa。3小時后取樣檢測，1H NMR表明反應完全，產物是2-噁唑啉酮，收率95%以上。以上顯示和描述了本發明的基本原理、主要特征和本發明的優點。本行業的技術 人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本 發明的原理，在不脫離本發明精神和范圍的前提下本發明還會有各種變化和改進，這些變 化和改進都落入要求保護的本發明范圍內。本發明要求保護范圍由所附的權利要求書及其 等同物界定。
權利要求
1. 一種捕捉二氧化碳的方法，二氧化碳與2-鹵乙胺在堿液中反應生成2-噁唑啉酮，反 應式如下
2.根據權利要求1所述的一種捕捉二氧化碳的方法，其特征在于，所述堿液的質量百 分濃度為1_40%。
3.根據權利要求1所述的一種捕捉二氧化碳的方法，其特征在于，所述反應溫度為0 60 °C。
4.根據權利要求1所述的一種捕捉二氧化碳的方法，其特征在于，所述反應壓力為 0. 01 IMPa。
全文摘要
一種捕捉二氧化碳的方法，二氧化碳與2-鹵乙胺在堿液中反應生成2-噁唑啉酮，反應式如下其中，X為Cl，Br，I；其中，堿為三乙胺，NH3，氫氧化鈉，氫氧化鉀，氫氧化鈣。堿液的質量百分濃度為1-40％。所述反應溫度為0～60℃。所述反應壓力為0.01～1MPa。
文檔編號C07D263/22GK102000487SQ201010512249
公開日2011年4月6日 申請日期2010年10月19日 優先權日2010年10月19日
發明者尹衍升, 張希琴, 王軍華, 董麗華 申請人:上海海事大學