本发明属于吸附技术领域，提供了一种廉价，便捷，高效的吸附co2的方法，具体涉及一种棉纱纤维负载离子液体固定床反应器脱除co2的方法。
背景技术：
由于温室气体造成的环境资源问题日益严重，二氧化碳的捕获、分离与利用已成为人类共同关心的重要课题。常用的co2分离技术有吸收法、吸附法和膜分离法。用常用的醇胺溶液、乙醇溶液和氨水等吸收co2选择性高、吸收容量大，但设备易腐蚀，再生能耗高。吸附法主要分为变压吸附法和变温吸附法，常用来作为吸附剂的材料有分子筛、活性炭、金属骨架结构材料和介孔材料等，该方法工艺简单，无腐蚀，但是对吸附剂要求较高，吸附量有限。膜分离法主要是利用co2与其他组分通过有机或无机薄膜时的渗透性不同分离富集co2，过程推动力为膜两边的压差，核心是膜材料，该方法处理量高，装置简单，但是过程繁琐，耐热性差。
离子液体是由阴阳离子组成的在室温下呈液态的盐，作为一种优良的绿色溶剂在近年来得到了较为广泛的重视和应用，其最大特点是蒸汽压低、热稳定性好、功能可设计性以及较强的溶解能力，在co2吸附脱除领域具有巨大应用潜力。1999年blanchard等首次在nature上报道了co2在离子液体[bmim][pf6]中具有较大的溶解度，而离子液体几乎不溶于co2。常规离子液体捕集co2主要是通过自身的特殊结构和co2分子之间的相互作用来实现，属于物理吸收；功能化离子液体是利用离子液体结构可调性，对阴离子或阳离子进行功能化修饰，引入能与co2发生化学反应的活泼基团，属于化学吸收。但是离子液体价格昂贵，粘度较大，直接吸收co2成本高，难度大，所以需要将离子液体负载在其他载体上改善吸附性能。
利用物理或化学方法将离子液体固定在固态载体上，得到负载化离子液体。离子液体由液态变为“固态”或者说使载体表面具有离子液体的性质。棉纤维织品的成分主要是纤维素，来源广泛，价格低廉，对离子液体有较强的吸附性，且由于纱布的格状结构和脱脂棉的细微孔隙，可以实现离子液体较高的扩散性。通过浸渍方法得到负载有离子液体的棉纱纤维织品，在固定床中吸附co2。
技术实现要素：
本发明将离子液体通过浸渍或者滴加等涂布方式负载于棉纱纤维等织品中，借助于离子液体高粘度和较强附着力，以及棉纱纤维的较强吸附作用，调控离子液体负载量。通过该方法得到的负载了离子液体的棉纱纤维作为固定床反应器中的填料，在较为温和的条件下脱除工业尾气中的co2，用少量的离子液体实现较大的co2吸附量。
本发明的技术方案：
一种棉纱纤维负载离子液体固定床反应器脱除co2的方法，步骤如下：
(1)浸渍采用下述方法中的一种：
第一种浸渍方法：棉纱纤维浸润于离子液体中，固液重量比为1:3；
第二种浸渍方法：棉纱纤维浸润于经高压二氧化碳、甲醇、乙醇、丙酮稀释后的离子液体中，离子液体的浓度为30～50％；
浸渍10～30min，通过调控离子液体的负载量，保证取出的棉纱纤维无多余的离子液体滴出；
(2)将负载有离子液体的棉纱纤维铺设于带塔盘的管式反应器内成为固定床反应器；
(3)向固定床反应器中自下而上通入含有co2的废气，将经固定床反应器分离后的气体送入在线气相色谱仪，测定棉纱纤维负载离子液体固定床反应器对二氧化碳的吸附性能。
所述的离子液体为性质稳定的中性室温离子液体比如咪唑类离子液体[bmim][bf4]、[bmim][pf6]和[c6mim][pf6]等，以及季鏻盐类离子液体[p14666][tf2n]等。
所述的棉纤维包括纱布、纺织棉布和帆布等，其主要成分是纤维素。
所述的含有co2的废气为工业废气或汽车尾气。
本发明的有益效果：
1.使用离子液体作为co2的吸收剂，避免使用有机溶剂对环境造成污染，离子液体对co2的吸收量大，选择性高，溶剂绿色环保。
2.选用棉纤维织品作为载体，原料廉价易得，无需制备。
3.将液态的离子液体浸润至固态的棉纤维织品中，增大了离子液体与co2的接触面积，提高了吸附性能。
4.吸附剂制备方法简单(常温常压，无需机械作用)，能耗低。
5.得到的样品置带塔盘的管式反应器内，形成固定床进行吸附作用。
具体实施方式
以下结合技术方案，进一步说明本发明的具体实施方式。
实施例1
向0.200g纱布中滴加[bmim][bf4]，直至吸至饱和时，滴加的离子液体质量为0.628g。取0.350gil滴入0.200g纱布中，将负载后的纱布装入带塔盘的管式反应器内成为固定床反应器，纱布前后通过装填干燥干净的棉花固定样品。用纯n2吹扫气将吸附管路进行30min的吹扫，将固定床反应器连入经过吹扫的co2吸附系统的管路中。将含有3％的co2的n2/co2标准气以30ml/min的体积流量流经反应器，流出的气体经由色谱分析仪在线分析成分以确定吸附效果。经色谱分析，co2的初始吸附速率为5ml/min，吸附量为21.0ml，离子液体的摩尔吸附量为0.337mol/mol。
实施例2
向0.020g棉花中滴加[bmim][pf6]，直至吸至饱和时，滴加的离子液体质量为0.310g。取0.500gil滴入0.100g棉花中，将负载后的棉花装入带塔盘的管式反应器内成为固定床反应器，纱布前后通过装填干燥干净的棉花固定样品。用纯n2吹扫气将吸附管路进行30min的吹扫，将反应器连入经过吹扫的co2吸附系统的管路中。将含有3％的co2的n2/co2标准气以30ml/min的体积流量流经反应器，流出的气体经由色谱分析仪在线分析成分以确定吸附效果。经co2吸附过程以及色谱分析，co2的初始吸附速率为6.1ml/min，吸附量为22.6ml，离子液体的摩尔吸附量为0.925mol/mol。
实施例3
将离子液体[bmim][bf4]与无水乙醇以1:3的比例混合，经超声混合均匀后，将0.199g干燥干净的纱布浸润其中，经过15min后取出，纱布置于通风处24h将乙醇挥发完全。得到的离子液体负载量为0.161g。将负载后的纱布装入带塔盘的管式反应器内成为固定床反应器，纱布前后通过装填干燥干净的棉花固定样品。用纯n2吹扫气将吸附管路进行30min的吹扫，将反应器连入经过吹扫的co2吸附系统的管路中。将含有3％的co2的n2/co2标准气以30ml/min的体积流量流经反应器，流出的气体经由色谱分析仪在线分析成分以确定吸附效果。经co2吸附过程以及色谱分析，co2的初始吸附速率为5.3ml/min，吸附量为12.6ml，离子液体的摩尔吸附量为0.789mol/mol。