专利名称：离子液体及其使用方法
技术领域：
本申请公开了包含离子液体和胺化合物的组合物，以及使用和生产所述组合物的 方法。在一些实施方式中，本文公开的组合物在减少流体介质中或固体基底中杂质的量的 方面是有用的。
背景技术：
离子液体是“绿色”材料，其具有很大潜力替代在工业和实验室设施(settings) 中普遍使用的挥发性有机溶剂。离子液体是基本上仅含离子的液体。一些离子液体如硝酸 乙铵处于动态平衡，其中在任何时间超过99. 99%的液体由离子而不是分子种类组成。术语 “离子液体”通常用于熔点相对较低(例如低于100°C)的盐。室温下为液体的盐被称作室 温离子液体或RTIL。当考虑使用者的安全和环境影响时，相较于传统的溶剂，RTIL拥有明 显的优势。在许多情况下，RTIL具有可以忽略的蒸汽压，很大程度上易燃，并展现出热稳定 性和化学稳定性。但是，以各种方式修整RTIL溶剂的化学性质和性能的能力提供了更多有 用的特征，例如，对离子液体进行改性以调整胺化合物和/或杂质的溶解性。因为燃料应用、要求和成本的增加，增强并且高度有效分离“轻的”气体(例如C02、 02、N2、CH4、H2和烃)是重要的。在其它能量密集型技术如胺净化(amine scrubbing)中 RTIL已被研究用于俘获“酸性”气体(C02、H2S, SO2等)。在世界各地许多天然气田中酸性 气体的存在不利地影响那些来源的质量和寿命。近来，由于减少温室气体排放物的紧迫需求，CO2俘获(capture)和隔离 (sequestration)备受关注。据估计，需要减少超过60%的这样的排放物以稳定气候。大 部分ω2捕获研究目前致力于在大气压下从燃烧煤或燃烧气体的煤气厂捕获C02。从烟道 气除去另外的杂质如CO、氧化氮和氧化硫已成为目标。在近期，完成该燃烧后捕获——特别 是捕获CO2——的最可行的方法是通过化学吸附——一种有很大改进空间的方法。从天然气除去(X)2可用于增加每体积天然气的能量含量和减少管道腐蚀。从天然 气除去H2S也是重要的，这是因为H2S非常有害并且甚至可以是致命的；H2S燃烧导致形成 SO2——另一种毒性气体并且是形成酸雨的组分。基于胺的“净化”被用在95%的美国天然 气“脱硫”操作中。在该方法中，CO2 (和H2S)与胺反应形成水性氨基甲酸盐。如果溶液被 加热和/或分压降低，那么CO2 (和H2Q可以被释放。一般而言，从天然气捕获酸性气体在高于燃烧后过程的压力下进行。通常地，捕获 压力大于latm，并常常为至少约6atm。在一些情况下，在给定应用中有效的胺的类型与流 中酸性气体的分压相关，所述流具有分别适用于低压、中压和高压的伯(1° )链烷醇胺(例如单乙醇胺(MEA))、仲)链烷醇胺(例如二乙醇胺(DEA))和叔(3° )链烷醇胺(例 如三乙醇胺(TEA))。在一些情况下，叔胺也能够将H2S与CO2分离。虽然基于胺的净化方 法对于将ω2与其它气体分离有效，但它是能量密集型的。因此，需要更有能量效率的从流体介质除去杂质或不期望物质的方法。
发明内容
本申请的一些方面涉及组合物，以及从源减少或除去杂质和/或不期望材料的方 法，所述方法包括将源与这样的组合物接触。一方面是减少流体流中杂质气体的量的方法， 所述方法包括在足以从流体流减少杂质气体的量的条件下，使所述流体流与包含离子液 体和胺化合物的杂质清除混合物接触；其中所述离子液体包括非羧酸盐阴离子；并且所述 胺化合物是一元胺、二元胺、多胺、聚乙烯胺、氨基酸、中性N-杂环或中性N-杂环烷基胺。本申请的另一方面是用于从气态排放流减少一种或多种杂质的量的方法，所述方 法包括在足以减少所述气态流中一种或多种杂质的量的条件下，使所述气态排放流与包 含离子液体和胺化合物的杂质清除混合物接触。在一个方面，本申请公开了包含离子液体(IL)和杂烷基胺化合物的组合物，其中 所述离子液体包括选自以下的阴离子MeS04、OTf、BF4, PF6, Tf2N,卤化物、二氰胺、烷基磺酸 盐和芳基磺酸盐。在另一方面，本申请公开了包含离子液体和胺化合物的组合物，其中所述离子液 体相对于所述离子液体和所述胺化合物的总体积的相对体积％为约60Vol%或更少，其中 所述离子液体包括选自以下的阴离子MeS04、OTf、BF4, PF6, Tf2N,卤化物、二氰胺、烷基磺酸 盐和芳基磺酸盐，并且其中所述胺化合物是一元胺、二元胺、多胺、聚乙烯胺、氨基酸、中性 N-杂环或中性N-杂环烷基胺。在仍有进一步的方面，本申请公开了从固体基底表面除去杂质以产生干净的固体 基底表面的方法，所述方法包括在足以从所述固体基底表面除去杂质的条件下使所述固体 基底表面与杂质清除混合物接触以产生干净的固体基底表面；所述杂质清除混合物一般地 包括离子液体和胺化合物。在仍有另一方面，本申请公开了从流体介质除去杂质以产生纯化的流体流的方 法。所述方法一般包括在足以从所述流体介质除去所述杂质的条件下使所述流体介质与杂 质清除混合物接触以产生纯化的流体流。
图1是典型的水性胺气体处理装置的图示。图2是CO2摄取作为加中和等摩尔化合物加-MDEA溶液中压力的函数的曲线图。图3A是等摩尔化合物加-MEA溶液中摄取的(X)2压力数据的曲线图。图;3B是( 至MEA-氨基甲酸盐的转化作为时间的函数的曲线图。图4是在100°C、减压下从化合物加中的MEA-氨基甲酸盐释放CO2作为时间的函 数的图。图5是显示100°C下化合物2b_DEA中随(X)2压力增加而增加的(X)2摄取的曲线图。图6是40°C下亨利常数(Henry' s constant)的平均自然对数相对于平均测得的混合物摩尔体积的-4/3次幂的图，其中线表示每种气体的正规溶液理论(RST)模型(eq 6)。图7A是40°C下，(X)2相对于N2,溶解度选择性相对于IL的平均测得的摩尔体积的 图，其中线表示RST模型的预测。图7B是40°C下，CO2相对于CH4,溶解度选择性相对于IL的平均测得的摩尔体积 的图，其中线表示RST模型的预测。图8A是Iatm和40°C下对于C02，气体负载量作为摩尔体积的函数的图，其中线表 示由纯RTIL溶解度数据研发的RST模型。图8B是Iatm和40°C下对于队，气体负载量作为摩尔体积的函数的图，其中线表 示由纯RTIL溶解度数据研发的RST模型。图8C是Iatm和40°C下对于CH4,气体负载量作为摩尔体积的函数的图，其中线表 示由纯RTIL溶解度数据研发的RST模型。图9是显示氨基甲酸盐沉淀点与IL化合物的V01%之间的关系的图。
具体实施例方式除非上下文另外要求，术语“隔离”、“减少”、“除去”和“分离”在本文可被互换使 用，一般指这样的技术或实践其部分或整个效果是从给定材料(例如流体介质或固体基 底)减少一种或多种杂质或不期望物质的量或从中除去一种或多种杂质或不期望物质，如 气体混合物、气体源或点排放源。在一些实施方式中，除去的杂质和/或不期望物质(除非 上下文另外要求，下文统称为“杂质(impurity)”或“多种杂质(impurities)”)以一些形 式或另外的形式储存以阻止其释放。这些术语的使用不排除任何形式的描述的实施方式考 虑杂质和/或不期望物质“隔离”、“减少”、“除去”或“分离”技术。一般而言，术语“隔离”、 “减少”、“除去”和“分离”指从源除去至少约60%的杂质；可选地，约75%的杂质被除去。 在其它变化中，从源除去至少约90%或至少约99%的杂质。除非上下文另作要求，术语“杂质”、“不期望材料”和“不期望物质”在本文可互换 使用，指液体、气体或固体中的物质，其不同于材料或化合物的期望化学组分。杂质可以是 天然生成的或是在合成化学品或商业产品的过程中添加的。在生产期间，杂质可以被有意 地、意外地、不可避免地或附带地添加进物质或被产生，或者它可以在一开始就存在。该术 语指存在于液体、气体或固体中的物质，人们希望减少其量或将之完全除去。术语“酸性气体”指与碱反应的任何气体。当与水结合时一些酸性气体形成酸，一 些酸性气体具有酸性质子(例如，PKa小于水的pKa)。示例性的酸性气体包括但不限于二 氧化碳、硫化氢(H2S)、COS、二氧化硫(SO2)等。“烷基”指1至20个、通常1至12个、更常见1至6个碳原子的饱和直链单价烃部 分，或者指3至20个、通常3至12个、更常见3至6个碳原子的饱和支链单价烃部分。示 例性的烷基包括但不限于甲基、乙基、正丙基、2-丙基、叔丁基、戊基、己基等。“亚烷基”指以上定义的饱和直链的饱和二价烷基部分。示例性的亚烷基包括但不 限于亚甲基、亚乙基、亚丙基、亚丁基、亚戊基、亚己基等。“烯基”指包含至少一个碳碳双键的2至20个、通常2至12个、更常见2至6个碳 原子的直链单价烃部分，或者3至20个、通常3至12个、更常见3至6个碳原子的支链单价烃部分。示例性的烯基包括但不限于乙烯基、丙烯基等。“炔基”指包含至少一个碳碳三键的2至20个、通常2至12个、更常见2至6个碳 原子的直链单价烃部分，或者3至20个、通常3至12个、更常见3至6个碳原子的支链单 价烃部分。示例性的炔基包括但不限于乙炔基、丙炔基等。“胺化合物”指包含式-NRaRb取代基的有机化合物，其中Ra和Rb每个都独立地是 氢、烷基、杂烷基、商代烷基、芳基、芳烷基、环烷基、(环烷基)烷基、杂芳基、杂芳烷基、杂环 烷基或(杂环烷基)烷基。一般地，Ra和Rb每个都独立地是氢、烷基、杂烷基、商代烷基、芳 基、芳烷基、环烷基或(环烷基)烷基。Ra和Rb每个常常独立地是氢、烷基、杂烷基或卤代 烷基。更常见地，Ra和Rb每个都独立地是氢、烷基或杂烷基。胺化合物也可以包括杂环胺 化合物如哌嗪、咪唑、吡啶、卩恶唑、噻唑等，其每个都可以被任选地取代。“一元胺化合物”指 具有一个-NRaRb取代基的有机化合物，“二元胺化合物”指具有两个-NRaRb取代基的有机化 合物，其中Ra和Rb每个都独立地是本段中所定义的那些。“烷基胺化合物”指包含式-NRaRb取代基的烃化合物，其中每个Ra和Rb独立地是 氢、烷基、卤代烷基、芳基、芳烷基、环烷基或(环烷基)烷基。一般地，每个Ra和Rb独立地 是氢、烷基、芳基、芳烷基、环烷基或(环烷基)烷基。常见地，每个Ra和Rb独立地是氢或烷基。“杂烷基胺化合物”指如本文所定义的、其中Ra是杂烷基的胺化合物。特别地，杂 烷基胺化合物指包含式-NRaRb取代基的有机化合物，其中Ra为杂烷基，Rb为氢、烷基、杂烷 基、卤代烷基、芳基、芳烷基、环烷基、(环烷基)烷基、杂芳基、杂芳烷基、杂环烷基或(杂环 烷基)烷基。一般地，Ra为杂烷基，Rb为氢、烷基、杂烷基、卤代烷基、芳基、芳烷基、环烷基 或(环烷基)烷基。常见地，Ra为杂烷基，Rb为氢、烷基、杂烷基或卤代烷基。更常见地，Ra 为杂烷基，Rb为氢、烷基或杂烷基。甚至更常见地，Ra为杂烷基，Rb为氢或烷基。“杂环的(cyclic) ”和“杂环(heterocycle) ”指包含至少一个杂原子的3至6个 原子或3至10个原子的芳香族环状基团或非芳香族环状基团。在一个实施方式中，这些基 团包含1至3个杂原子。合适的杂原子包括氧、硫和氮。这样的基团可以被任选地取代。 示例性的杂环基团包括但不限于吡咯烷基、哌啶基、吗啉基、哌嗪基、吡啶基(pyridinyl)、 吡啶基(pyridyl)、呋喃基、苯硫基、噻唑基、异噻唑基、三唑基、咪唑基、异P恶唑基、吡咯基、 吡唑基、嘧啶基、苯并呋喃基、异苯并呋喃基、苯并噻唑基、苯并异噻唑基、苯并三唑基、吲哚 基、异吲哚基、苯并II恶唑基、喹啉基、异喹啉基、苯并咪唑基、苯异卩恶唑基、苯并苯硫基和二苯 并呋喃。“N-杂环”和“中性N-杂环的”每个指包含至少一个氮原子的3至6个原子或3至 10个原子的芳香族或非芳香族环状基团。在一个实施方式中，这些基团包含1或2个其它 杂原子；合适的其它杂原子包括氧、硫和氮。示例性的N-杂环包括但不限于吡咯烷、吗啉、 吗啉代乙基、哌嗪、吡啶、咪唑、噻唑、异噻唑、三唑、批唑、嗯唑、异噁唑、批咯、批唑、嘧啶、苯 并噻唑、苯并异噻唑、苯并三唑、吲哚、异吲哚、苯并Ii恶唑、喹啉、异喹啉、苯并咪唑和苯异蝶 唑。“中性N-杂环-烷基-胺”指Y-Rw-NRaRb，其中Y是N-杂环，Rw是亚烷基，-NRaRb 如本文所定义。含氮杂环也可以经碳原子或氮原子——一般是通过碳原子——连接至亚烷 基。亚烷基一般包含1至8个碳原子，可选地3至6个碳原子或1至4个碳原子。
“链烷醇胺化合物”指本文所定义的、其中Ra为烷醇基的胺化合物。特别地，链烷 醇胺化合物指包含式-NRaRb取代基的有机化合物，其中Ra是烷醇，Rb是氢、烷基、杂烷基、卤 代烷基、芳基、芳烷基、环烷基、(环烷基)烷基、杂芳基、杂芳烷基、杂环烷基或(杂环烷基) 烷基。一般地，Ra是烷醇，Rb是氢、烷基、杂烷基、卤代烷基、芳基、芳烷基、环烷基或(环烷 基)烷基。常见地，Ra是烷醇，Rb是氢、烷基、杂烷基或卤代烷基。更常见地，Ra是烷醇，Rb 是氢、烷基或杂烷基。甚至更常见地，Ra是烷醇，Rb是氢、烷基或烷醇。“芳基”指6至15个环原子的单价单环、双环或三环芳香族烃部分，其可任选地在 环结构内被一个或多个通常是一个、两个或三个取代基取代。当芳基中存在两个或更多个 取代基时，独立地选择每个取代基。示例性的芳基包括苯基和萘基。常见地芳基被任选地 取代，更常见地为未取代的苯基。芳基的示例性取代基包括卤根(卤化物)、烷氧基和烷基。“芳烷基”指式-R' -R 〃部分，其中R'是亚烷基，R 〃是芳基，如本文所定义的。示 例性的芳烷基包括但不限于苄基、苯乙基、3-(3-氯苯基)-2-甲基戊基等。“环烷基”指3至10个环碳的非芳香族的——通常是饱和的——单价的单环或双 环烃部分。环烷基可任选地在环结构内被一个或多个通常是一个、两个或三个取代基取代。 当环烷基内存在两个或更多个取代基时，独立选择每个取代基。常见地，环烷基是饱和的单 环烃部分；这样的部分包括但不限于环丙基、环丁基、环戊基和环己基。“ (环烷基)烷基”指式-Rx-Ry的部分，其中Ry是环烷基，Rx是亚烷基或杂亚烷基， 如本文所定义的。通常Rx是亚烷基。术语“卤代”、“卤素”和“卤化物”可在本文互换使用，指氟代、氯代、溴代或碘代。“卤代烷基”指本文所定义的烷基，其中一个或多个氢原子被相同或不同的卤原子 代替。术语“卤代烷基”也包括全卤化烷基，其中所有的烷基氢原子被卤素原子代替。示例 性的卤代烷基包括但不限于_CH2CI、-CF3、-CHFCH2F, -CH2CF3> -CH2CCI3等。“卤代亚烷基”指以上定义的支链的或无支链的饱和的二价卤代烷基部分。“杂烷基”指支链的或无支链的饱和的烷基部分，其包含碳、氢以及一个或多个杂 原子如氧、氮或硫——代替碳原子。示例性的杂烷基包括但不限于2-甲氧基乙基、2-氨基 乙基、3-羟基丙基、3-硫代丙基等。“杂亚烷基”指以上定义的支链的或无支链的饱和的二价杂烷基部分。术语“烷醇”和“羟基烷基”在本文可互换使用，指具有一个或多个通常为一个羟 基(-0H)的烷基。示例性的羟基烷基包括但不限于2-羟基乙基、6-羟基己基、3-羟基己基寸。“杂芳基”指本文所定义的芳基，其中一个或多个——通常为一个或两个、常见为 一个——的环碳原子被选自0、N和S的杂原子取代。示例性的杂芳基包括但不限于吡啶 基、呋喃基、苯硫基、噻唑基、异噻唑基、三唑基、咪唑基、异聰唑基、吡咯基、吡唑基、嘧啶基、 苯并呋喃基、异苯并呋喃基、苯并噻唑基、苯并异噻唑基、苯并三唑基、吲哚基、异吲哚基、苯 并II恶唑基、喹啉基、异喹啉基、苯并咪唑基、苯异 唑基、苯并苯硫基、二苯并呋喃和苯并二 氮杂#:.-2-酮-5-基等。“杂芳烷基”指式-Rm-Rn的部分，其中Rm是亚烷基，Rn是杂芳基，如本文所定义的。“烃”指具有氢和碳的直链、支链、环状或芳香族化合物。
“甲硅烷基”和“甲硅烷氧基”分别指式-SiR6RfRg和-OSiR6RfRg的部分，其中每个 Re、Rf* Rg独立地是氢、烷基、环烷基或(环烷基)烷基，或者两个或更多个Re、Rf* Rg结合 以形成环烷基或(环烷基)烷基。“氨基酸”指天然的氨基酸及其立体异构体、以及非标准氨基酸的基团。非标准氨 基酸一般通过特种酶反应由各种代谢前躯体合成。非标准氨基酸的实例包括被磷酸化了 的、乙酰化了的、羟基化了的、烷基化了的或羧基化了的标准的氨基酸(或其衍生物)。非标 准氨基酸的定义进一步包括磺酸类似物如牛磺酸。氨基酸的定义另外包括两性离子形式的 氨基酸以及氨基酸盐，一般为NHR' -CHR0-COO^的形式，其中M+是碱离子如K+。“非羧酸盐阴离子”指不含羧酸盐组分的带负电的部分。“保护基”指当连接至分子中的反应性基团时掩蔽、减小或阻止该反应性的部 分，烷基除外。保护基的实例可以在T.W.Greene和P. G.M. Wuts，Protective Groups in Organic Synthesis, 3rd edition，John Wiley & Sons，New York，1999，以及 Harrison 和 Harrison 等，Compendium of Synthetic Organic Methods，Vols. 1-8(John Wiley and Sons, 1971-1996)中发现，其通过引用以其整体并入本文。代表性的羟基保护基包括酰基、 苄基和三苯甲基醚、四氢吡喃醚、三烷基甲硅烷基醚和烯丙基醚。代表性的氨基保护基包 括甲酰基、乙酰基、三氟代乙酰基、苄基、苄氧羰基(CBD、叔丁氧羰基(Boc)、三甲基甲硅烷 基(TMS)、2_三甲基甲硅烷基-乙磺酰基(SES)、三苯甲基和取代的三苯甲基、烯丙氧羰基、 9-芴基甲氧羰基(FMOC)、硝基-藜芦氧基羰基(NVOC)等。“相应的保护基”指与所附连的杂原子(即N、0、P或S)相应的合适的保护基。当描述化学反应时，术语“处理”、“接触”和“反应”在本文可互换使用，指在合适的 条件下添加或混合两种或更多种试剂以产生指定的和/或期望的产物。应当理解，产生指 定的和/或期望的产物的反应可以不一定直接由最初添加的两种试剂的结合来产生，即， 在混合物中可以产生一种或多种中间物，其最终导致形成指定的和/或期望的产物。组合物本申请的一个方面公开了包含离子液体和胺化合物的组合物，其中所述离子液体 包含非羧酸盐阴离子，所述胺化合物是一元胺、二元胺、多胺、聚乙烯胺、氨基酸、中性N-杂 环或中性N-杂环烷基胺。可选地，所述离子液体包括选自以下的阴离子MeS04、OTf、BF4, PF6、Tf2N、卤化物、二氰胺、烷基磺酸盐和芳基磺酸盐。一般而言，所述离子液体相对于所述 离子液体和所述胺化合物的总体积的相对体积％为约70Vol%或更少。可选地，所述离子 液体的相对体积％为约60Vol%或更少。在一些情况下，所述离子液体的相对体积％为约 50vo 1 %或更少，甚至为约40vo 1 %或更少。用于本文公开的组合物的合适的离子液体为熔点相对较低的盐(例如，^ IOO0C, 通常< 50°C )。在室温下为液体的盐被称作室温离子液体或RTIL，其常常用于本文公开 的组合物中。一般地，任何RTIL都可以用于这样的组合物中。适合用于本文公开的组合 物中的示例性的离子液体包括但不限于基于咪唑错盐的RTIL(参见例如，Anthony等， Int. J. Environ. Technol. Manage. , 2004, 4,105 ；Baltus 等，Sep. Sci. Technol. , 2005, 40, 525 ；Zhang 等，AIChE J.，2008，54，2717 ；Finotello 等，J. Phys. Chem. B，2008，112，2335 ； Kilaru 等，Ind. Eng. Chem. Res.，2008，47，910 ；KiIaru 等，Ind. Eng. Chem. Res.，2008，47， 900 ；Anderson 等，Ace. Chem. Res.，2007，40，1208 ；Hou 等，Ind. Eng. Chem. Res.，2007，46，8166 ；Schilderman 等，fluid Phase Equilibr. ,2007,260,19 ；Finotello 等，Ind. Eng. Chem. Res.，2008，47，3453 Jacquemin 等，J. Solution Chem.，2007，36，967 ；Shifiett 等， J. Phys. Chem. B, 2007,111,2070 ；Kumelan 等，J. Chem. Thermodyn.，2006，38，1396 ；Camper 等，Ind. Eng. Chem. Res. , 2006,45, 6279 ；Kumelan 等，J. Chem. Eng. Data, 2006, 51,1802 ； Fu 等，J. Chem. Eng. Data, 2006，57，371 ；Shifiett 等，Ind. Eng. Chem. Res.，2005，44，4453 ； Anthony 等，J. Phys. Chem. B, 2005，7 0P, 6366 ；Scovazzo 等，hd. Eng. Chem. Res.，2004，43， 6855 ；Cadena 等，J. Am. Chem. Soc, 2004, 726, 5300 ；Camper 等，Ind. Eng. Chem. Res. , 2004, 43,3049 ；Baltus 等，J. Phys. Chem. B.，2004，70S, 721 ；Morgan 等，Ind. Eng. Chem. Res.， 2005，44，4815 ；Ferguson 等，Ind. Eng. Chem. Res.，2007，46，1369 ；以及 Camper 等，Ind. Eng. Chem. Res.，2006，45，445.)、基于磷锚的 RTIL (参见例如，Kilaru 等，hd. Eng. Chem. Res.，2008，47，910 ；KiIaru 等，Ind. Eng. Chem. Res.，2008，47，900 ；以及 Ferguson 等，Ind. Eng. Chem. Res.，2007，46，1369.)、基于铵的 RTIL(参见例如，Kilaru 等，hd. Eng. Chem. Res.，2008，47，910 ；KiIaru 等，Ind. Eng. Chem. Res.，2008，47，900 ；以及 Jacquemin 等， J. Solution Chem.，2007，36，967.)、基于吡啶镥的 RTIL(参见例如，Anderson 等，Ace. Chem. Res.，2007，40，1208 ；以及 Hou 等，Ind. Eng. Chem. Res.，2007，46，8166.)、基于锍的 RTIL、基于f恶唑银(oxazolium)的RTIL、基于噻唑错的RTIL、基于噻唑镇的RTIL和基于 四唑错的RTIL。取决于期望的具体性能，本文公开的组合物可以包括单独的离子液体化合 物，或者可以为两种或更多种不同的离子化合物的混合物。在一个实施方式中，离子液体是基于咪唑错盐的IL，通常为基于咪唑:错盐的 RTIL。用于生产基于咪唑输盐的IL的示例性方法被公开在于2008年12月11日提交的、 共同转让的 PCT 专利申请、名称为〃 Heteroaryl Salts and Methods for Producing and Using the Same"的PCT/US08/864;34中，其通过引用以其整体被并入本文。RTIL可以被 合成为定制的(custom)或“任务特定的(task-specific)”化合物，这些化合物带有增强 物理性能、提供增强的与溶质的相互作用的官能团，或其本身是化学反应性的。多个点可用 于基于咪唑错盐的IL内的修整(tailoring)，这提供看似无限数量的设计IL与感兴趣的 各溶质匹配的机会。此外，许多基于咪唑撥盐的IL彼此是易混的或者与其它溶剂易混；因 此，IL的混合物用于增加产生任何特定应用的期望溶剂的可能性。涉及液体或气体的分离 仅为一个领域，其中选择性IL的设计具有极大的用处和重要性。在一些实施方式中，离子液体包括咪唑核结构部分。在一个实施方式中，离子液体 是基于咪唑输盐的RTIL。一方面，本申请公开了包含离子液体和胺化合物的组合物，所述离子液体包含非 羧酸盐阴离子，所述胺化合物选自一元胺、二元胺、多胺、聚乙烯胺、氨基酸、中性N-杂环和 中性N-杂环-烷基-胺。在本文公开的任一方面的实施方式中，离子液体具有式I :
权利要求
1.减少流体流中杂质气体的量的方法，所述方法包括在足以从所述流体流减少杂质气体的量的条件下，使所述流体流与包含离子液体和胺 化合物的杂质清除混合物接触；其中所述离子液体包括非羧酸盐阴离子；以及其中所述胺化合物是一元胺、二元胺、多胺、聚乙烯胺、氨基酸、中性N-杂环或中性 N-杂环烷基胺。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述胺化合物是(a)式A的一元胺化合物
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述胺化合物是式A的一元胺化合物
4.根据权利要求3所述的方法，其中所述离子液体具有式I或IA，其中式I为
5.根据权利要求4所述的方法，其中所述一元胺化合物选自一(羟基烷基)胺、二(羟 基烷基)胺、三(羟基烷基)胺及其组合。
6.根据权利要求5所述的方法，其中所述一元胺化合物选自单乙醇胺、二甘醇胺、二乙 醇胺、二异丙基胺、三乙醇胺、甲基二乙醇胺或其组合。
7.根据权利要求3所述的方法，其中所述离子液体是基于咪唑错盐的室温离子液体 (RTIL)。
8.根据权利要求7所述的方法，其中所述离子液体具有式I
9.根据权利要求4所述的方法，其中所述杂质气体包括C02、CO、COS、H2S、SO2, NO、N2O,烷基硫醇、H2O, 02、H2, N2, CrC8链烃或其组合。
10.根据权利要求9所述的方法，其中所述杂质气体包括C02、&S、SO2或其组合。
11.根据权利要求10所述的方法，其中所述杂质气体包括co2。
12.根据权利要求4所述的方法，其中所述杂质清除混合物进一步包括第二离子液体， 其中所述第二离子液体是室温离子液体。
13.根据权利要求4所述的方法，其中所述杂质清除混合物进一步包括第二胺，其中所 述第二胺选自(a)式C的多胺
14.包含离子液体和杂烷基胺化合物的组合物，其中所述离子液体包括选自MeS04、0Tf、BF4、PF6、Tf2N、卤化物、二氰胺、烷基磺酸盐和芳基磺酸盐的阴离子。
15.根据权利要求14所述的组合物，其中所述离子液体包括式I的化合物
16.根据权利要求15所述的组合物，其中所述杂烷基胺化合物是链烷醇胺化合物。
17.根据权利要求15所述的组合物，其中(a)所述离子液体包括[C6mim][Tf2N]以及所述杂烷基胺包括N-甲基二乙醇胺；(b)所述离子液体包括[C6mim][Tf2N]以及所述杂烷基胺包括N-甲基二乙醇胺和单乙 醇胺；(c)所述离子液体包括[C4mim][dca]以及所述杂烷基胺包括N-甲基二乙醇胺和2-氨 基-2-甲基-1-丙醇；(d)所述离子液体包括[C4mim][OTf]以及所述杂烷基胺包括二甘醇胺和二乙醇胺；或者(e)所述离子液体包括[C4mim][dca]以及所述杂烷基胺包括单乙醇胺。
18.包含离子液体和胺化合物的组合物，其中所述离子液体相对于所述离子液体和所 述胺化合物的总体积的相对体积％为约60Vol%或更少，其中所述离子液体包括选自以下 的阴离子MeS04、OTf、BF4, PF6, Tf2N,卤化物、二氰胺、烷基磺酸盐和芳基磺酸盐，并且其中所述胺化合物是一元胺、二元胺、多胺、聚乙烯胺、氨基酸、中性N-杂环或中性 N-杂环烷基胺。
19.根据权利要求18所述的组合物，其中所述胺化合物是式A的一元胺化合物
20.根据权利要求18所述的组合物，其中所述胺化合物是链烷醇胺化合物。
21.权利要求20所述的组合物，包括第二链烷醇胺化合物。
22.根据权利要求1所述的方法，其中至少约75%的所述杂质从所述流体流中被除去。
23.根据权利要求22所述的方法，其中至少约90%的所述杂质从所述流体流中被除去。
24.根据权利要求22所述的方法，其中所述离子液体是室温离子液体(RTIL)。
25.根据权利要求22所述的方法，其中所述胺化合物是杂烷基胺化合物。
26.根据权利要求25所述的方法，其中所述杂烷基胺化合物是选自单乙醇胺、二甘醇 胺、二乙醇胺、二异丙基胺、三乙醇胺、甲基二乙醇胺或其组合的链烷醇胺化合物。
27.根据权利要求25所述的方法，其中所述杂质气体包括C02、CO、COS、H2S,SO2, NO、 N2O, H2O, 02、H2、队、挥发性有机化合物或其组合。
28.根据权利要求27所述的方法，其中所述挥发性有机化合物是有机硫醇化合物、烃 或其混合物。
29.根据权利要求27所述的方法，其中所述杂质气体是C02、SO2^H2S或其组合。
30.根据权利要求四所述的方法，其中所述杂质气体是C02。
31.根据权利要求M所述的方法，其中所述使所述流体介质与所述杂质清除化合物接 触的步骤在压力下进行。
32.根据权利要求M所述的方法，其中所述流体介质包括天然气、油或其组合。
33.根据权利要求M所述的方法，其中所述使所述流体介质与所述杂质清除化合物接 触的步骤在所述杂质和所述胺化合物之间生成复合物。
34.从固体基底表面除去杂质以产生干净的固体基底表面的方法，所述方法包括 在足以从所述固体基底表面除去所述杂质的条件下使所述固体基底表面与杂质清除混合物接触以产生干净的固体基底表面； 所述杂质清除混合物包括 离子液体；和 胺化合物。
35.根据权利要求34所述的方法，其中所述离子液体包括非羧酸盐阴离子；并且其中 所述胺化合物是一元胺、二元胺、多胺、聚乙烯胺、氨基酸、中性N-杂环或中性N-杂环烷基 胺。
36.根据权利要求35所述的方法，其中所述胺化合物选自 (a)式A的一元胺化合物
37.根据权利要求36所述的方法，其中所述胺化合物是式A的一元胺化合物
38.根据权利要求37所述的方法，其中所述固体基底包括半导体。
全文摘要
本申请公开了含有离子液体和胺化合物的组合物，以及使用和生产这些组合物的方法。在一些实施方式中，本文公开的组合物可用于减少流体介质或固体基底中杂质的量。
文档编号C11D7/32GK102099095SQ200980128496
公开日2011年6月15日 申请日期2009年5月21日 优先权日2008年5月21日
发明者D·E·坎珀三世, D·L·吉恩, J·巴拉, R·D·诺布尔 申请人:科罗拉多大学校董事会,法人