CN108084046B - 利用人工光合作用合成n,n′-二烷基氧醛酰胺及其衍生物的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用人工光合作用合成N,N′‑二烷基氧醛酰胺及其衍生物的方法，在催化剂存在的条件下，有机胺和CO2合成得到N,N′‑二烷基氧醛酰胺及其衍生物。本发明的目的是提供一种燃煤电厂烟气二氧化碳直接资源化利用制备N,N′‑二烷基氧醛酰胺的方法。
Description
技术领域
本发明涉及环保技术领域，具体地说，涉及一种利用人工光合作用合成N,N′-二烷基氧醛酰胺及其衍生物的方法。
背景技术
燃煤电厂烟气二氧化碳的排放已成为我国目前做大的二氧化碳排放源。为履行我国碳减排的承诺和责任，现已报道通用方法是对其进行碳捕集后处理。CO2捕集主要分为燃烧后捕集、燃烧前捕集以及富氧燃烧捕集三大类，捕集能耗和成本过高是面临的共性问题。其中，燃烧后捕集技术相对成熟，尤其是基于胺类化学吸收法应用广泛。当前，制约该技术商业化应用的主要因素是能耗和成本较高，尤其是后续CO2解吸、压缩分离与运输成本是阻碍其工业化进程的拦路虎。因此如果能直接资源化利用燃煤电厂烟气中二氧化碳，则不但可以有效避免捕集后的解吸、压缩与运输等高能耗过程，而且还可以“一箭双雕”地实现低能耗碳减排和绿色资源化利用，具有非常重要与可观的经济与社会效益。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用人工光合作用合成N,N′-二烷基氧醛酰胺及其衍生物的方法。
本发明的技术方案为：一种利用人工光合作用合成N,N′-二烷基氧醛酰胺及其衍生物的方法，在催化剂存在的条件下，有机胺和CO2合成得到N,N′-二烷基氧醛酰胺及其衍生物。
其涉及的反应路线具体如下：
该方法原则上适用于任何脂肪烷基伯胺，催化剂为任何具有可见光响应的光催化材料。
在上述的利用可见光催化CO2一步法直接合成N,N′-二烷基脲及其衍生物的方法中，所述的有机胺为脂环胺、芳香胺、萘系胺中的一种或多种。
任何脂肪烷基伯胺均可以用于本发明。例如三甲胺、乙胺、二乙胺、三乙胺、乙二胺、正丁胺、环己胺、1,4-丁二胺，1,5-环己二胺，1，6-己二胺、1,4-二甲苯二胺、正丙胺、正戊胺、环丙胺、正己胺、环丁胺、正庚胺、异丙胺、异丁胺、2,2,4-三甲基环己二胺、十二胺、吗啉、苯胺、N-甲基苯胺、二苯胺、三氟甲基苯胺、1-萘胺、2-萘胺等。
本发明中使用有机胺优选正丁胺、环己胺、吗啉、正戊胺、苯胺。
所用催化剂为任何具有可见光响应的光催化材料。包括所有的半导体材料及其改性半导体材料，例如TiO2、NaTaO3、CdSe、CdS、CdO、Fe2O3、MoO3、Cu2O、MoS2、LaTiO2N、PbBi2Nb2O9、CaBi2O4、ZnIn2S4、CdS/TiO2、SnO2/TiO2、WO3/TiO2、劳氏紫、金属卟啉化合物等表面光敏化剂修饰TiO2。及其BaCrO4、SrCrO4、BiSbO4、In1-xMxTaO4(M＝Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn)等ABO4结构复合物(其中A、B原子包括元素周期表中所有拥有不同d轨道的过渡金属元素)；Ce2Ti2O7、Sm2Ti2O7、Nd2Zr2O7、Sm2Zr2O7、Gd2Ti2O7等A2B2O7结构复合物(其中A位元素包括元素周期表中所有稀土或具体惰性孤电子对的元素；B位元素为元素周期表中具有可变氧化态的过渡金属元素)；ZnFe2O4、BaCr2O4、ZnY2O4、MgAl2O4、SrIn2O4等AB2O4结构复合氧化物(其中A、B元素为+1～+6价的阳离子，尤其是指A为+2价，B为+3价的阳离子)；TiBi2O6等AB2O6结构复合氧化物；LaFeO3、LaNiO3、LaMnO3、La0.8Sr0.2COO3、LaMn0.5Cu0.5O3等具备钙钛矿或类钙钛矿结构的ABO3结构复合复合物。以及使用任何上述及上述类似结构的基于或接枝或包裹到有机或无机载体上的有机-无机杂化催化剂。其中：
有机载体：功能离子液体介孔材料、离子交换树脂(Amberlite和Dowex型)和空间改良或结构优化的聚合物载体
无机载体：碳纳米管、石墨烯、AlPO4(磷酸铝分子筛及Berlinite结构)、Al2O3(氧化铝)、SiO2(氧化硅、沸石)、不同比例与结构的Si-Al分子筛或类似物。
在上述的利用人工光合作用合成N,N′-二烷基氧醛酰胺及其衍生物的方法中，原料有机胺的浓度范围在50～90wt％；所述的催化剂相当于有机胺的摩尔量的0.01～4.00％；优选0.05～2.0％。
在上述的利用人工光合作用合成N,N′-二烷基氧醛酰胺及其衍生物的方法中，所述的催化剂相当于有机胺的摩尔量的0.01～4.00％，优选0.05～2.0％；所述的有机胺和溶剂的重量比为1-10:30。
在上述的利用人工光合作用合成N,N′-二烷基氧醛酰胺及其衍生物的方法中，所述的反应温度为常温至200℃；优选80～150℃，催化光先为人工光；反应时间为4-72h；优选12～24h。
在上述的利用人工光合作用合成N,N′-二烷基氧醛酰胺及其衍生物的方法中，所述的反应压力0.1-8Mpa，优选0.1～7.4MPa；CO2来源于燃烧尾气。
本发明的有益效果如下：
本发明结合胺类化学吸收捕集燃煤电厂烟气二氧化碳法，利用先进的光催化技术，集成原位吸收-转化燃煤电厂烟气二氧化碳到N,N′-二烷基氧醛酰胺及其衍生物，实现燃煤电厂烟气二氧化碳直接资源化利用。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，对本发明的技术方案作进一步的详细说明，但不构成对本发明的任何限制。
实施例1：
利用人工光合作用通过CO2制备N，N′-二乙基氧醛酰胺的生产方法：
取10ml(0.103mol)正乙胺放入100ml带有氙灯光源与磁力搅拌的蓝宝石材质高压反应釜，然后加1.2g(0.005mol)LaFeO3催化剂和3g分子筛脱水剂，常温下，充入1.5MPa的CO2，密封反应釜，打开氙灯光源，升温至120℃，恒温反应12h。冷却，泄气至常压常温，取出淡黄色反应液，过滤催化剂与脱水剂，然后旋蒸反应后所得液体，并将旋蒸减压浓缩液进行气相色谱-质谱分析，测得原料正乙胺的转化率为82％。
产物组成、选择性及收率如表1：
表1.产物成分、选择性及收率
实施例2：
利用人工光合作用通过CO2制备N，N′-二丁基氧醛酰胺的生产方法：
操作同实施例一，溶剂同实施例一，将正乙胺换成正丁胺，催化剂LaFeO3换成ZnY2O4，反应温度为150℃，反应时间为24h。其余操作条件不变。测得原料正丁胺的转化率为88％。
产物组成、选择性及收率如表2：
表2.产物成分、选择性及收率
实施例3：
利用人工光合作用通过CO2制备N，N′-二环己基氧醛酰胺的生产方法：
操作同实施例一，将正乙胺换成环己胺，催化剂LaFeO3换成In0.5Cu0.5TaO4，反应温度为120℃，反应时间为36h。其余操作条件不变。测得原料环己胺的转化率为78％。
产物组成、选择性及收率如表3：
表3.产物成分、选择性及收率
实施例4：
利用人工光合作用通过CO2制备N，N′-二己基氧醛酰胺的生产方法：
操作同实施例一，将正乙胺换成正己胺，催化剂LaFeO3换成Sm2Zr2O7，反应温度为150℃，反应时间为12h。其余操作条件不变。测得原料正己胺的转化率为52％。
产物组成、选择性及收率如表4：
表4.产物成分、选择性及收率
实施例5：
利用人工光合作用通过CO2制备N，N′-二庚基氧醛酰胺的生产方法：
操作同实施例一，将正乙胺换成正庚胺，催化剂LaFeO3换成g-C3N4@TiO2，反应温度为140℃，反应时间为24h。其余操作条件不变。测得原料正庚胺的转化率为88％。
产物组成、选择性及收率如表5：
表5.产物成分、选择性及收率
比较例：
除不添加催化剂外，采用与实施例1相同的操作条件。测得原料正乙胺的转化率为2.5％。
产物组成、选择性及收率如表6：
表6.产物成分、选择性及收率
以上所述的仅为本发明的较佳实施例，凡在本发明的精神和原则范围内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种利用人工光合作用合成N,N′-二烷基氧醛酰胺及其衍生物的方法，其特征在于，在催化剂存在的条件下，有机胺和CO2合成得到N,N′-二烷基氧醛酰胺，所述的催化剂相当于有机胺的摩尔量的0.01～4.00％；所述的有机胺和溶剂的重量比为1-10:30；所述的有机胺为正丙胺、正丁胺、异丁胺、正戊胺、正己胺、1,6-己二胺、1,4-丁二胺，环丁胺、环戊胺、吗啡、吗啉中的一种或多种。
2.根据权利要求1所述的利用人工光合作用合成N,N′-二烷基氧醛酰胺及其衍生物的方法，其特征在于，所述的催化剂为具有可见光响应的无机或有机半导体材料。
3.根据权利要求2所述的利用人工光合作用合成N,N′-二烷基氧醛酰胺及其衍生物的方法，其特征在于，所述的催化剂为ZnY2O4、LaFeO3、In0.5Cu0.5TaO4、Sm2Zr2O7、g-C3N4@TiO2、。
4.根据权利要求1所述的利用人工光合作用合成N,N′-二烷基氧醛酰胺及其衍生物的方法，其特征在于，反应在溶剂中进行，所述的溶剂为二甲亚砜、环丁砜、碳酸丙烯酯、二甲基甲酰胺、六甲基磷酰三胺、N，N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、二乙二醇二甲醚、1,3-二甲基-2-咪唑啉酮、甲基叔丁基醚、异丙基醚、甲基叔丁基醚、甲醚、四氢呋喃、N-二甲基乙酰胺、二乙二醇二甲醚、二氯甲烷、二氧六环、异丙基醚、吡啶、乙腈、1,3-二甲基-2-咪唑啉酮、丙酮、异丙基醚、乙酸乙酯、乙醇、甲醇、正丁醇、正戊醇、具有Lewis碱性功能团或
碱性功能团或具有L碱性及B碱性的各类功能团离子液体。
5.根据权利要求1-4任一所述的利用人工光合作用合成N,N′-二烷基氧醛酰胺及其衍生物的方法，其特征在于，所述的反应温度为常温至120℃，催化光为可见光；反应时间为4-72h。
6.根据权利要求1-4任一所述的利用人工光合作用合成N,N′-二烷基氧醛酰胺及其衍生物的方法，其特征在于，所述的反应压力0.1-8Mpa；CO2来源于燃烧尾气。
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| CN104610088A (zh) * | 2015-01-13 | 2015-05-13 | 广东工业大学 | 一种利用co2合成n,n-二烷基草酰胺的方法 |
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