CN113698603A - 利用二氧化硫烟气制备含硫高分子功能材料的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用二氧化硫烟气制备含硫高分子功能材料的方法，该方法是将含体积百分比0.8~10%二氧化硫的烟气通过动态鼓泡的方式与环氧化合物接触，在催化剂作用下共聚制备含硫高分子功能材料；该方法成本低廉，绿色环保，反应温度温和，更加贴近实际生产状况，易实现工业化生产，有效的净化了含二氧化硫的烟气并将其转化为含硫高分子功能材料，实现了二氧化硫的资源化利用。
Description
技术领域
本发明涉及一种利用低浓度含硫烟气与环氧化合物共聚制备含硫高分子功能材料的方法，属于工业废气处理技术及高分子材料制备技术领域。
背景技术
二氧化硫是造成大气污染的主要有害物质之一，其主要来源于化石燃料（煤和来自石油的汽油、柴油等燃料油）的燃烧，某些有色金属硫化矿的治炼和硫酸厂的尾气等。目前全世界每年排入大气的二氧化硫的总量不少于15亿吨，二氧化硫的大量排放对环境和人类健康造成了严重的危害，目前所采用的几种常规去除工艺，例如：石灰石和氨洗涤等，往往会产生大量的废水和无用的副产品，对环境造成二次污染。但是如果可以有效地回收、储存和运输，二氧化硫也是重要的工业原料。因此，开发高效、可逆、经济的捕集、利用二氧化硫的新型材料和工艺变得至关重要。
早在1934年，Frederick等人在研究中发现二氧化硫能够在添加有引发剂的情况下与环氧化合物发生聚合反应，虽然当时未能给出产物的确切的结构式，但却为二氧化硫的资源化利用提供了一条全新的路径。1967年，Jacob通过催化液态二氧化硫与环氧丙烷共聚，使用环氧化合物及其他单体与二氧化硫共聚形成的含硫高分子材料的方法使得二氧化硫得到了有效的资源化利用。含硫高分子材料具有优异的电化学性能、机械性能和光学性能，同时还有较好的金属粘附性、耐热性、耐化学腐蚀性、生物相容性和抗菌性，在医学、机械和电子等领域有广阔的发展和应用前景。但由于“回咬反应”的存在，所形成的聚合物往往分子量很低。1998年Ayusman Sen等人将钯配合物与磷配体催化剂用于二氧化硫共聚，后有研究者发现在添加有戊二酸锌催化剂的环氧丙烷与二氧化硫催化系统中可产生分子量高的聚合产物。
长久以来，科研人员针对二氧化硫共聚方面的研究从未停歇。在二氧化硫与有机化合物聚合的发展历程中从早期的使用液态二氧化硫在后来的气态二氧化硫，科研人员们经多年的刻骨钻研不断开发新的反应体系，目前较多采用的为99.99%的高纯二氧化硫，与实际生产状况相差甚远，且操作条件严苛。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种利用二氧化硫烟气制备含硫高分子功能材料的方法，解决目前环氧化合物和二氧化硫共聚反应条件苛刻，所采用的二氧化硫气体多为高浓度气体，本发明采用含体积百分比0.8~10%二氧化硫的烟气通过动态鼓泡的方式与环氧化合物接触，在催化剂作用下共聚制备含硫高分子功能材料，该方法简单，反应过程为动态过程，反应条件温和、易于操作，适合于工业化生产。
本发明利用二氧化硫烟气制备含硫高分子功能材料的方法具体步骤如下：
（1）将环氧化合物与催化剂依次加入到吸收瓶中，在搅拌条件下使得环氧化合物与催化剂混合均匀；然后将吸收瓶置于40~75℃的加热装置中；将含体积百分比0.8~10%二氧化硫的烟气以10m3/min~50m3/min的气速通入吸收瓶中，使烟气以鼓泡的方式通过混合物，吸收瓶出气口上连接有冷凝管，冷凝管使得部分挥发的环氧化合物回流；反应中排出的一部分气体以5m3/min~25m3/min的气速返回吸收瓶进行二次反应，另一部分气体经尾气处理装置处理后直接排放；
（2）反应6~48h后停止通气，将吸收瓶取出，向吸收瓶中加入二氯甲烷将产物溶解，然后加入甲醇进行沉淀；将所得到的沉淀用甲醇再次洗涤3~4次后，真空干燥，即得二氧化硫与环氧化合物的共聚物，聚亚硫酸酯。
所述催化剂为常规用于催化二氧化硫与环氧化合物共聚反应的催化剂，按常规方法制备，例如Salen型催化剂、离子液体、SNW类催化剂、Pentane型无金属均相催化剂；催化剂与环氧化合物的摩尔比为1:100~1:2000。
所述所述方法步骤（1）中所采用的环氧化合物为环氧环己烷、环氧丙烷、1,2-环氧环戊烷、1,2-二甲基环氧乙烷中的一种或几种。
用傅里叶变换红外光谱学（FTIR），核磁H谱图表征所得产品，可发现二氧化硫存在于主链上。
本发明还提供一种完成上述方法的装置，该装置包括二氧化硫气体钢瓶、泄压阀、电子流量控制器、集热式加热磁力搅拌器、吸收瓶、冷凝管、三通球阀、单向阀、三通阀、转子流量计，二氧化硫气体钢瓶通过泄压阀与电子流量控制器连接，电子流量控制器通过三通阀一路与吸收瓶的进气管连通，另一路通过三通阀与单向阀连通，单向阀通过转子流量计与三通球阀连接，三通球阀分别与冷凝管、尾气处理装置连接，冷凝管设置在吸收瓶上方并与吸收瓶出气口连通，冷凝管连接循环水源；吸收瓶设置在集热式加热磁力搅拌器上，吸收瓶内放置有搅拌子，进气管的出气口延伸至吸收瓶底部上方。
装置使用时，将冷凝管的循环水连通；在吸收瓶中依次加入环氧化合物与催化剂，将吸收瓶置于集热式加热磁力搅拌器中，环氧化合物和催化剂在搅拌作用下混合均匀，将温度设为40~75℃；打开泄压阀将待处理的二氧化硫烟气经电子流量控制器，以流速10m3/min~50m3/min从吸收瓶的进气管进入，由鼓泡的方式同环氧化合物与催化剂的混合物接触反应；在催化剂的作用下环氧化合物与二氧化硫在吸收瓶中发生共聚，生成含硫高分子材料；随后，经处理后的混合气经出气口到冷凝管内，冷凝管使得部分挥发环氧化合物回流，随后，一部分处理过后气体以5m3/min~25m3/min气速经球阀三通、转子流量计、单通阀、三通阀由进气管进入吸收瓶与混合物二次反应，另一部分经由尾气处理装置处理后排放至大气中。
与现有的技术相比，本发明具有如下优点：
（1）本发明首次采用含0.8~10%的二氧化硫气体制备含硫高分子材料，更加贴合实际生产状况；较好的实现了二氧化硫废气的资源化利用，易于工业化；
（2）本发明使用冷凝装置将部分挥发了的环氧化合物冷凝回流，继续参与反应，以及气体进行二次反应，提高了气体在吸收瓶中的停留时间，较好的解决了环氧化合物挥发问题，提升了反应效率；
（3）本发明方法采用动态反应过程，更加贴近实际生产状况，条件温和，工艺简单，易于操作。
附图说明
图1为本发明装置的结构示意图；
图中1-二氧化硫气体钢瓶；2-泄压阀；3-电子流量控制器；4-集热式加热磁力搅拌器；5-搅拌子；6-吸收瓶；7-冷凝管；8-尾气处理装置；9-三通球阀；10-单向阀；11-三通阀；12-进气管；13-出气口；14-转子流量计。
图2是实施例1所制备的聚亚硫酸酯的傅里叶变换红外光谱学（FTIR）图；
图3是实施例4所制备的聚亚硫酸酯1H NMR谱图。
具体实施方式
下面通过实施例和附图对本发明作进一步详细说明，但本发明的保护范围不局限于所述内容；实施例中催化剂均为常规催化剂；
下述实施例使用的装置入图1所示，其包括二氧化硫气体钢瓶1、泄压阀2、电子流量控制器3、集热式加热磁力搅拌器4、吸收瓶6、冷凝管7、三通球阀9、单向阀10、三通阀11、转子流量计14，二氧化硫气体钢瓶1通过泄压阀2与电子流量控制器3连接，电子流量控制器3通过三通阀11一路与吸收瓶6的进气管12连通，另一路通过三通阀11与单向阀10连通，单向阀10通过转子流量计14与三通球阀9连接，三通球阀9分别与冷凝管7、尾气处理装置8连接，冷凝管7设置在吸收瓶6上方并与吸收瓶出气口13连通，冷凝管7连接循环水源；吸收瓶6设置在集热式加热磁力搅拌器4内，吸收瓶6内放置有搅拌子5，进气管12的出气口延伸至吸收瓶底部上方。
实施例1：
（1）将冷凝管7的循环水连通，按催化剂与环氧化合物的摩尔比为1:100的比例，将10mL环氧环己烷（购自上海阿拉丁）与0.62g SalenCrⅢCl催化剂（参考Salen型催化剂催化SO2与环氧化合物共聚反应的研究[D].昆明理工大学,2018.中方法制得）依次加入到吸收瓶6中，将吸收瓶6置于集热式加热磁力搅拌器4中；将温度设为70℃并打开磁力搅拌功能使得环氧化合物与催化剂混合均匀；打开二氧化硫气体钢瓶1，旋转泄压阀2将含10%二氧化硫的氮气模拟烟道气经电子流量控制器3以20m3/min的流速由吸收瓶的进气管12通入环氧化合物与催化剂混合物中，模拟烟道气以鼓泡的方式与混合物接触、反应，冷凝管7使得部分挥发环氧化合物回流，随后，一部分气体经球阀三通9、转子流量计14、单通阀10、三通阀11以10m3/min的气速再次返回到吸收瓶中进行二次反应，另一部分由出气口13经尾气处理装置8中的NaOH溶液吸收处理后直接排放至大气中；
（2）反应经24h后停止通气，将吸收瓶取出；向吸收瓶中加入二氯甲烷将产物溶解，然后加入甲醇进行沉淀，过滤得到的沉淀用甲醇洗涤3次，置于真空干燥箱内在40℃下真空干燥24h，即得到二氧化硫与环氧化合物的共聚物，聚亚硫酸酯；聚亚硫酸酯单元含量为47%，聚亚硫酸酯的傅里叶变换红外光谱学图见图1，从图中可以看出位于1203.6cm-1处出现了亚硫酸之的硫氧双键（S=O）的伸缩振动，同时730.7cm-1处出现了亚硫酸脂中硫氧单键（S-O）的对称伸缩振动峰，位于2863cm-1和1440cm-1处的环己烷中碳氢键（C-H）对称伸缩振动峰仍然可以找到，因此初步判定，SO2与环氧化合物共聚生成聚亚硫酸脂成功。
实施例2：
（1）将冷凝管7的循环水连通，按催化剂与环氧化合物的摩尔比为1:1000的比例，将10mL环氧环己烷与0.062g SalenCrⅢCl催化剂依次加入到吸收瓶6中，将吸收瓶6置于集热式加热磁力搅拌器4中；将温度设为60℃并打开磁力搅拌功能使得环氧化合物与催化剂混合均匀；打开二氧化硫气体钢瓶1，旋转泄压阀2将含2%二氧化硫的氮气模拟烟道气经电子流量控制器3以10m3/min的流速由吸收瓶的进气管12通入环氧化合物与催化剂混合物中，模拟烟道气以鼓泡的方式与混合物接触、反应，冷凝管7使得部分挥发环氧化合物回流；随后，一部分气体经球阀三通9、转子流量计14、单通阀10、三通阀11以5m3/min的气速再次返回吸收瓶进行二次反应，另一部分由出气口经尾气处理装置8中NaOH溶液吸收处理后直接排放至大气中；
（2）反应经14h后停止通气，将吸收瓶取出；向吸收瓶中加入二氯甲烷将产物溶解，然后加入甲醇使其沉淀，过滤得到的沉淀用甲醇再次洗涤4次，置于真空干燥箱内在40℃下真空干燥24h，即得到二氧化硫与环氧化合物的共聚物，聚亚硫酸酯；聚亚硫酸酯单元含量为42%。
实施例3
（1）将冷凝管7的循环水连通，按催化剂与环氧化合物的摩尔比为1:1000的比例，将10mL环氧环己烷与0.055g 双(三苯基膦)氯化铵（PPNCl）催化剂（购自上海阿拉丁）依次加入到吸收瓶6中，将吸收瓶6置于集热式加热磁力搅拌器4中，温度设为50℃，搅拌子5使得环氧化合物与催化剂混合均匀，打开二氧化硫钢瓶1，旋转泄压阀2将含2%二氧化硫的氮气模拟烟道气经电子流量控制器3以50m3/min的流速由吸收瓶的进气管12通入环氧化合物与催化剂混合物中，模拟烟道气以鼓泡的方式通过与混合物接触、反应，冷凝管7使得部分挥发环氧化合物回流；随后，一部分气体经球阀三通9、转子流量计14、单通阀10、三通阀11以20m3/min气速再次返回吸收瓶进行二次反应，另一部分由出气口经尾气处理装置8中NaOH溶液吸收处理后直接排放至大气；
（2）反应经8h后停止通气，将吸收瓶取出；向吸收瓶中加入二氯甲烷将产物溶解，然后加入甲醇使其沉淀，过滤得到的沉淀用甲醇再次洗涤4次，置于真空干燥箱内在40℃下真空干燥24h，即得到二氧化硫与环氧化合物的共聚物，聚亚硫酸酯；聚亚硫酸酯单元含量为61%。
实施例4
（1）将冷凝管7的循环水连通，按催化剂与环氧化合物的摩尔比为1:2000的比例，将10mL的环氧环己烷与0.0275g PPNCl催化剂依次加入到吸收瓶6中，吸收瓶6置于集热式加热磁力搅拌器4中，温度设为40℃，搅拌使得环氧化合物与催化剂混合均匀；打开二氧化硫气体钢瓶1，旋转泄压阀2将含10%二氧化硫模拟烟道气经电子流量控制器3以50m3/min的流速由吸收瓶的进气管12通入环氧化合物与催化剂混合物中，使得模拟烟道气以鼓泡的方式通过与混合物接触、反应，冷凝管7使得部分挥发环氧化合物回流；随后，一部分气体经球阀三通9、转子流量计14、单通阀10、三通阀11以20m3/min气速再次返回吸收瓶进行二次反应，另一部分由出气口经尾气处理装置8中NaOH溶液吸收处理后直接排放至大气中；
（2）反应经24h后停止通气，将吸收瓶取出；向吸收瓶中加入二氯甲烷将产物溶解，并加入甲醇进行沉淀，过滤得到的沉淀用甲醇再次洗涤4次，置于真空干燥箱内在40℃下真空干燥24h，即得到二氧化硫与环氧化合物的共聚物，聚亚硫酸酯；聚亚硫酸酯单元含量为58%；聚亚硫酸酯1H NMR谱图见图3，从图中可以看出与亚硫酸酯基相连的次甲基的氢的出峰位置在化学位移为δ=4.43ppm处，而聚亚硫酸酯中，与聚醚结构单元相连的次甲基上的氢的出峰位置在化学位移为δ=3.40ppm.副产物环状亚硫酸酯中的次甲基上的氢的出峰位置在化学位移δ=3.74ppm处，δ=3.0～3.2ppm处的特征峰是未处理干净的CHO的化学位移。
实施例5
（1）将冷凝管7的循环水连通，按催化剂与环氧化合物的摩尔比为1:500的比例，将10mL的1,2-二甲基环氧乙烷（购自上海阿拉丁）与0.134g PPNCl催化剂依次加入到吸收瓶6中将，吸收瓶6置于集热式加热磁力搅拌器4中；将温度设为60℃，搅拌使得环氧化合物与催化剂混合均匀；打开二氧化硫气体钢瓶1，旋转泄压阀2将含6%二氧化硫的模拟烟道气经电子流量控制器3以40m3/min的流速由吸收瓶的进气管12通入环氧化合物与催化剂混合物中，模拟烟道气以鼓泡的方式通过与混合物接触、反应，冷凝管7使部分挥发环氧化合物回流；随后，一部分气体经球阀三通、转子流量计、单通阀、三通阀以20m3/min气速再次通回吸收瓶进行二次反应，另一部分由出气口经尾气处理装置8中NaOH溶液吸收处理后直接排放至大气中；
（2）反应经12h后停止通气，将吸收瓶取出；向吸收瓶中加入二氯甲烷将产物溶解，然后加入甲醇进行沉淀，过滤得到的沉淀用甲醇再次洗涤3次，置于真空干燥箱内在40℃下真空干燥24h，即得到二氧化硫与环氧化合物的共聚物，聚亚硫酸酯，聚亚硫酸酯单元含量为56%。
实施例6
（1）将冷凝管7的循环水连通，按催化剂与环氧化合物的摩尔比为1:500的比例，将10mL环氧环己烷与0.11g PPNCl催化剂依次加入到吸收瓶6中，吸收瓶6置于集热式加热磁力搅拌器中；将温度设为75℃，搅拌使得环氧化合物与催化剂混合均匀；打开二氧化硫气体钢瓶，旋转泄压阀将含10%二氧化硫的模拟烟道气经电子流量控制器3以15m3/min的流速由吸收瓶的进气管12通入环氧化合物与催化剂混合物中，模拟烟道气以鼓泡的方式通过与混合物接触、反应，冷凝管7使得部分挥发环氧化合物回流；随后，一部分气体经球阀三通、转子流量计、单通阀、三通阀以7m3/min气速再次返回吸收瓶进行二次反应，另一部分由出气口经尾气处理装置8中NaOH溶液吸收处理后直接排放至大气中；
（2）反应经14h后停止通气，将吸收瓶取出，向吸收瓶中加入二氯甲烷将产物溶解，然后加入甲醇进行沉淀，过滤得到的沉淀用甲醇再次洗涤4次，置于真空干燥箱内在40℃下真空干燥24h，即得到二氧化硫与环氧化合物的共聚物，聚亚硫酸酯；聚亚硫酸酯单元含量为68%。
实施例7
（1）将冷凝管7的循环水连通，按Pentane类无金属均相催化剂与环氧化合物按摩尔比为1:100的比例，将10mL环氧环己烷与0.17g Acen-H（参照Yue Z, Pudukudy M, ChenS, et al. A non-metal Acen-H catalyst for the chemical fixation of CO2 intocyclic carbonates under solvent-and halide-free mild reaction conditions[J].Applied Catalysis A: General, 2020, 601: 117646.中方法制得）依次加入到吸收瓶6中，吸收瓶6置于集热式加热磁力搅拌器4中；将温度设为65℃，搅拌使得环氧化合物与催化剂混合均匀；打开二氧化硫气体钢瓶1，旋转泄压阀2将含10%二氧化硫的模拟烟道气经电子流量控制器3以15m3/min的流速由吸收瓶的进气管12通入环氧化合物与催化剂混合物中，模拟烟道气以鼓泡的方式通过与混合物接触、反应，冷凝管7使得部分挥发环氧化合物回流；随后，一部分气体经球阀三通、转子流量计、单通阀、三通阀以8m3/min的气速再次返回吸收瓶进行二次反应，另一部分由出气口经尾气处理装置8中NaOH溶液吸收处理后直接排放至大气中；
（2）反应经24h后停止通气，将吸收瓶取出；向吸收瓶中加入二氯甲烷将产物溶解，然后加入甲醇进行沉淀，过滤得到的沉淀用甲醇再次洗涤3次，置于真空干燥箱内在40℃下真空干燥24h，即得到二氧化硫与环氧化合物的共聚物，聚亚硫酸酯，聚亚硫酸酯单元含量为48%。
实施例8
（1）将冷凝管7的循环水连通，按SNW类无金属非均相催化剂与环氧化合物的摩尔比为1:100的比例，将10mL环氧环己烷与0.22g SNW-1（参照Li Z, Zhi Y, Ni Y, et al.Novel melamine-based porous organic materials as metal-free catalysts forcopolymerization of SO2 with epoxide[J]. Polymer, 2021, 217: 123434.制得）催化剂依次加入到吸收瓶6中，吸收瓶6置于集热式加热磁力搅拌器4中；将温度设为60，搅拌使得环氧化合物与催化剂混合均匀；打开二氧化硫气体钢瓶1，旋转泄压阀2将含10%二氧化硫的模拟烟道气经电子流量控制器3以20m3/min的流速由吸收瓶的进气管12通入环氧化合物与催化剂混合物中，模拟烟道气以鼓泡的方式通过与混合物接触、反应，冷凝管7使得部分挥发环氧化合物回流；随后，一部分气体经球阀三通、转子流量计、单通阀、三通阀以10m3/min的气速再次返回吸收瓶进行二次反应，另一部分由出气口经尾气处理装置8中NaOH溶液吸收处理后直接排放至大气中；
（2）反应经24h后停止通气，将吸收瓶取出，向吸收瓶中加入二氯甲烷将产物溶解，然后加入甲醇进行沉淀，过滤得到的沉淀用甲醇洗涤3次，置于真空干燥箱内在40℃下真空干燥24h，即得到二氧化硫与环氧化合物的共聚物，聚亚硫酸酯，聚亚硫酸酯单元含量为42%。
实施例9
（1）将冷凝管7的循环水连通，将20mL环氧丙烷和环氧环己烷(购自上海阿拉丁)混合物（质量比2:1）与0.158g 离子液体（PPNCl）催化剂依次加入到吸收瓶6中，吸收瓶6置于集热式加热磁力搅拌器4中；将温度设为65℃，搅拌使得环氧化合物与催化剂混合均匀；打开二氧化硫气体钢瓶1，旋转泄压阀2将含8%二氧化硫的模拟烟道气经电子流量控制器3以25m3/min的流速由吸收瓶的进气管12通入环氧化合物与催化剂混合物中，模拟烟道气以鼓泡的方式通过与混合物接触、反应，冷凝管7使得部分挥发环氧化合物回流；随后，一部分气体经球阀三通、转子流量计、单通阀、三通阀以12m3/min气速返回吸收瓶进行二次反应，另一部分由出气口经尾气处理装置8中NaOH溶液吸收处理后直接排放至大气中；
（2）反应经18h后停止通气，将吸收瓶取出；向吸收瓶中加入二氯甲烷将产物溶解，然后加入甲醇进行沉淀，过滤得到的沉淀用甲醇洗涤3次，置于真空干燥箱内在40℃下真空干燥24h，即得到二氧化硫与环氧化合物的共聚物，聚亚硫酸酯，聚亚硫酸酯单元含量为40%。
实施例10
（1）将冷凝管7的循环水连通，将20mL环氧丙烷和环氧环己烷混合物（质量比2:1）与0.178g SalenCrⅢCl催化剂依次加入到吸收瓶6中，吸收瓶6置于集热式加热磁力搅拌器4中；将温度设为60℃，搅拌使得环氧化合物与催化剂混合均匀；打开二氧化硫气体钢瓶1，旋转泄压阀2将含4%二氧化硫的模拟烟道气经电子流量控制器3以30m3/min的流速由吸收瓶的进气管12通入环氧化合物与催化剂混合物中，模拟烟道气以鼓泡的方式通过与混合物接触、反应，冷凝管7使得部分挥发环氧化合物回流；随后，一部分气体经球阀三通、转子流量计、单通阀、三通阀以15m3/min气速返回吸收瓶进行二次反应，另一部分由出气口经尾气处理装置8中NaOH溶液吸收处理后直接排放至大气中；
（2）反应经16h后停止通气，将吸收瓶取出；向吸收瓶中加入二氯甲烷将产物溶解，然后加入甲醇进行沉淀，过滤得到的沉淀用甲醇洗涤4次，置于真空干燥箱内在40℃下真空干燥24h，即得到二氧化硫与环氧化合物的共聚物，聚亚硫酸酯；聚亚硫酸酯单元含量为38%。
以上列举的仅是本发明的具体实施例。显然本发明不限于以上实施例，还可以有许多变化。在工业废气处理及功能高分子领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变化，作为催化剂的Salen型催化剂、离子液体、SNW类催化剂、pentane型无金属均相催化剂不限于以上列举的几种类型，可以是两种或者两种以上类型的混合；聚合单体可以是环氧环戊烷、1,2-二甲基环氧乙烷等，甚至反应单体为两种或者两种以上的环氧化合物混合物等，均应认为是本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种利用二氧化硫烟气制备含硫高分子功能材料的方法，其特征在于：含体积百分比0.8~10%二氧化硫的烟气通过动态鼓泡的方式与环氧化合物接触，在催化剂作用下共聚制备含硫高分子功能材料。
2.根据权利要求1所述的利用二氧化硫烟气制备含硫高分子功能材料的方法，其特征在于，具体操作如下：
（1）将环氧化合物与催化剂依次加入到吸收瓶中，在搅拌条件下使得环氧化合物与催化剂混合均匀；然后将吸收瓶置于40~75℃的加热装置中；将含体积百分比0.8~10%二氧化硫的烟气以10m3/min~50m3/min的气速通入吸收瓶中，使烟气以鼓泡的方式通过混合物，吸收瓶出气口上连接有冷凝管，冷凝管使得部分挥发的环氧化合物回流；反应中排出的一部分气体以5m3/min~25m3/min的气速返回吸收瓶进行二次反应，另一部分气体经尾气处理装置处理后直接排放；
（2）反应6~48h后停止通气，将吸收瓶取出，向吸收瓶中加入二氯甲烷将产物溶解，然后加入甲醇进行沉淀；将所得到的沉淀用甲醇再次洗涤3~4次后，真空干燥，即得二氧化硫与环氧化合物的共聚物，聚亚硫酸酯。
3.根据权利要求1或2所述的利用二氧化硫烟气制备含硫高分子功能材料的方法，其特征在于：催化剂与环氧化合物的摩尔比为1:100~1:2000。
4.根据权利要求1或2所述的利用二氧化硫烟气制备含硫高分子功能材料的方法，其特征在于：环氧化合物为环氧环己烷、环氧丙烷、1,2-环氧环戊烷、1,2-二甲基环氧乙烷中的一种或几种。
5.完成权利要求1-4中任一项所述的利用二氧化硫烟气制备含硫高分子功能材料的方法的装置，其特征在于：包括二氧化硫气体钢瓶（1）、泄压阀（2）、电子流量控制器（3）、集热式加热磁力搅拌器（4）、吸收瓶（6）、冷凝管（7）、三通球阀（9）、单向阀（10）、三通阀（11）、转子流量计（14），二氧化硫气体钢瓶（1）通过泄压阀（2）与电子流量控制器（3）连接，电子流量控制器（3）通过三通阀（11）一路与吸收瓶（6）的进气管（12）连通，另一路通过三通阀（11）与单向阀（10）连通，单向阀（10）通过转子流量计（14）与三通球阀（9）连接，三通球阀（9）分别与冷凝管（7）、尾气处理装置（8）连接，冷凝管（7）设置在吸收瓶（6）上方并与吸收瓶出气口（13）连通，冷凝管（7）连接循环水源；吸收瓶（6）设置在集热式加热磁力搅拌器（4）上，吸收瓶（6）内放置有搅拌子（5），进气管（12）的出气口延伸至吸收瓶底部上方。
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