本发明属于气体吸收领域，具体涉及一种基于三元低共熔溶剂吸收低压co2的方法。
背景技术：
1、随着化石燃料的不断利用，大气中二氧化碳（co2）含量逐年上升，导致全球变暖、海平面上升、气候异常等严峻问题。为此，政府间气候变化专门委员会（ipcc）出台了一系列降低二氧化碳排放的要求以缓解温室效应。co2捕集与封存（ccs）被公认为实现这一目标的一种极具潜力的方法。目前，工业上普遍采用有机胺水溶液进行化学吸收co2。常压下，其对co2的吸收量高达0.12 g/g；然而，该类吸收剂具有腐蚀性、成本高、易挥发造成二次污染等缺点。因此，开发绿色新型吸收剂对捕集co2具有重要意义。
2、低共熔溶剂（dess）作为一种新型的绿色吸收剂，具有合成简单、原子利用率高、结构可调、稳定性好等优点，为开发绿色新型co2捕集技术提供了可能。dess是由氢键受体（hba）和氢键供体（hbd）按一定摩尔比混合而成，由于hba和hbd之间存在氢键作用，使得dess的熔点低于其组成的任一组分。dess合成过程没有副产物的生成，合成后无需分离即可使用，且dess的原料易得，成本较低。因此，dess在co2吸收方面得到了广泛的研究。特别地，鉴于胺基对co2的高效吸收性能，很多学者设计合成了一系列胺基功能性dess用于捕集co2并取得了良好效果。例如，cao课题组（phys. chem. chem. phys., 2015, 17，27306-27316）发现在常温、常压下，[bmim]cl-mea（1:3）des 对co2的吸收量为0.214g/g。李水娥（cn202210532653.9）设计合成了im-mea类dess用于捕集co2，其吸收量为0.27 ~ 0.33 g/g之间。然而，由于胺基与co2通常以2:1计量比反应生成氨基甲酸根（─nhcoo-）和季铵盐(─nh3+)，因此胺类有机物与co2反应的摩尔比通常要低于0.5 mol/mol。同时，反应体系由于─nhcoo-和─nh3+之间形成氢键网导致粘度剧增，不利于co2的传质速率和后续流体的输送。此外，目前大部分研究只报道了dess在常压下对co2的吸收性能，而对低压（特别是压力低于0.1 bar）co2的捕集效果则报道的相对较少。因此，如何通过功能化设计dess的结构，从而实现对低压co2的高效吸收，是当前研究的热点问题。
技术实现思路
1、基于上述现有技术的问题，本发明提出一种基于三元低共熔溶剂吸收co2的方法，利用三种组分构成的低共熔溶剂大幅提高对低压co2的吸收。
2、为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：
3、一种基于三元低共熔溶剂吸收低压co2的方法，所述低共熔溶剂由a、b、c三种组分组成，其中，所述a组分是含氮杂环类有机物，所述b组分是有机碱，所述c组分是水，所述低共熔溶剂中，所述a组分和所述c组分为氢键供体，所述b组分为氢键受体。
4、优选的，所述方法中，所述co2的压力为0.01 ~ 0.1 bar。
5、优选的，所述方法中，所述co2的温度为20 ~ 60℃。
6、优选的，所述方法还包括吸收完co2后的解吸步骤。
7、优选的，所述解吸步骤中，解吸的温度为70~90℃，解吸的时间为0.5~2 h。
8、优选的，所述低共熔溶剂中，所述a与所述b组分的摩尔比为1:0.5 ~ 1:3，所述c组分的质量分数为10% ~ 40%。
9、优选的，所述a组分选自：
10、咪唑、吡咯、2-咪唑烷酮、吡唑、4-氯咪唑、2-甲基咪唑、1,2,4-三氮唑、四氮唑或2-吡咯烷酮。其结构如下：
11、
12、。
13、优选的，所述b组分选自：
14、1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯（cas号：6674-22-2）、1,5-二氮杂双环[4.3.0]壬-5-烯（cas号：3001-72-7）或7-甲基-1,5,7-三氮杂二环[4.4.0]癸-5-烯（cas号：84030-20-6）。其结构如下：
15、。
16、优选的，所述低共熔溶剂由如下方法制备得到：
17、将所述a组分与所述b组分按照均匀混合并加热，形成均一、稳定的液体后，再加入所述c组分并混合均匀，即得。
18、本发明的有益效果在于：
19、本发明利用三元低共熔溶剂吸收低压co2，相比于申请人在先的技术（中国专利cn113578018a），本发明中当des与co2反应时，a组分含氮杂环类有机物上的胺基（—nh）与co2优先反应生成氨基甲酸（rncooh，r代表杂环的其余部分）。由于体系中存在h2o和有机碱类，因此氨基甲酸（rncooh）在此环境下不稳定，其在h2o的作用下将质子h传递给有机碱（b组分）生成bh+，自身变为氨基甲酸根（rnhcoo-），由此吸收体系得以稳定。当继续向体系中通入co2时，由于氨基甲酸根的羧基具有碱性，其将继续与co2反应生成中间体（rnhcoocoo-）。该中间体不稳定，在h2o和b组分有机碱的作用下将发生水解，释放出bh+和hco3-离子对，自身重新生成氨基甲酸根（rnhcoo-）继续循环吸收co2。由此提高了三元低共熔溶剂对co2的相对吸收量。a组分上的胺基为co2的化学吸收提供了主要反应位点，是主吸收剂；b组分具有碱性，具有接收质子、稳定体系的作用；c组分具有促进离子水解、传递质子的作用。此外，由于吸收co2后，体系各组分间会形成大量氢键，致使体系粘度增大，甚至可能转变为固态，因此水分的加入还有维持体系液态的作用。本发明提出的三元低共熔溶剂在吸收低压co2方面具有广阔的应用前景。
1.一种基于三元低共熔溶剂吸收低压co2的方法，其特征在于，所述低共熔溶剂由a、b、c三种组分组成，其中，所述a组分是含氮杂环类有机物，所述b组分是有机碱，所述c组分是水，所述低共熔溶剂中，所述a组分和所述c组分为氢键供体，所述b组分为氢键受体。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述a组分选自：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述b组分选自：
4. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述co2的压力为0.01 ~ 0.1 bar。
5. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述co2的温度为20 ~ 60℃。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括吸收完co2后的解吸步骤。
7. 根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述解吸步骤中，解吸的温度为70~90℃，解吸的时间为0.5~2 h。
8. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述低共熔溶剂中，所述a与所述b组分的摩尔比为1:0.5 ~ 1:3，所述c组分的质量分数为10% ~ 40%。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述低共熔溶剂由如下方法制备得到：
