力。
[oow]在實(shí)施方案中，所述方法可包括制備溶液的第一樣品和溶液的第二樣品，其具有 相同的溶液性質(zhì)，例如第一樣品和第二樣品可從相同的儲液或批次溶液獲得，或者替代地， 可制備具有相同組分濃度的兩種獨(dú)立的溶液。第一樣品置于其中光活性分子處于第一狀態(tài) 的環(huán)境中，和第二樣品置于其中光活性分子處于第二狀態(tài)的環(huán)境中，例如第二樣品可暴露 于UV或可見光使得第二樣品中的光活性分子經(jīng)歷從第一狀態(tài)至第二狀態(tài)的光活性變化。
[0078] 然后，使第一樣品和第二樣品各自在相同的恒定溫度和壓力下暴露于目標(biāo)氣體的 氣體流。其中第一樣品維持在使得光活性分子保持在第一狀態(tài)的環(huán)境中，和第二樣品維持 在使得光活性分子保持在第二狀態(tài)的環(huán)境中。維持第一和第二樣品各自對氣體流的暴露， 直至第一和第二樣品各自被目標(biāo)氣體飽和。實(shí)現(xiàn)飽和所需要的時間將取決于溶液的量、光 活性分子和/或其他分子的濃度、和使用的氣體流速而變化。另外，第一樣品達(dá)到飽和所花 的時間可不同于第二樣品。
[0079] 一旦第一和第二樣品各自被飽和，則可分析它們W測定已吸收到溶液中的目標(biāo)氣 體的量。運(yùn)可設(shè)及用稀釋劑稀釋樣品，其確保吸收的目標(biāo)氣體保留在溶液中。有許多可用于 測定在第一和第二樣品各自中的目標(biāo)氣體濃度的方法，取決于具體的目標(biāo)氣體或溶液性 質(zhì)。運(yùn)樣的方法可包括光譜法、NMR等。
[0080] 除非另外記載，本文中對值的范圍的記載僅意圖充當(dāng)一個個單獨(dú)指代其中涵蓋的 每個單獨(dú)值和每個可能范圍的速記方法。此外，每個單獨(dú)值和每個可能范圍如同其一個個 單獨(dú)記載于本文中的那樣納入本說明書中。
[0081] 如本文中使用的術(shù)語"富含氣體"指相對富含已從氣體流吸收的目標(biāo)氣體的溶液 或組合物。富含氣體的溶液或組合物可從氣體流吸收了至少約10% (v/v)、優(yōu)選至少約20% (>八）（如至少40%(>八)或至少50%(>八））的目標(biāo)氣體。
[0082] 如本文中關(guān)于氣體流使用的術(shù)語"氣體貧乏"指其中一定量的目標(biāo)氣體已被除去 的氣體流。優(yōu)選地，目標(biāo)氣體貧乏的氣體流包含比原始?xì)怏w流少至少10% (v/v)、更優(yōu)選至 少20%(v/v)(如至少40%(v/v)或至少50%(v/v))的目標(biāo)氣體。
[0083] 術(shù)語"光"指光化性光且包括所有可產(chǎn)生光化學(xué)反應(yīng)的光。
[0084] 如本文中關(guān)于化學(xué)物或分子使用的術(shù)語"光活性的"指能通過化學(xué)反應(yīng)如結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn) 變響應(yīng)于光的化合物。
[0085] 如本文中關(guān)于化合物使用的術(shù)語"光致變色"指通過吸收電磁福射經(jīng)歷兩種形式 之間的可逆轉(zhuǎn)變的化合物，其中兩種形式具有不同的吸收譜。
[0086] 如本文中關(guān)于化合物使用的術(shù)語"光酸"指可通過光解從堿或相對弱的酸轉(zhuǎn)化為 相對強(qiáng)的酸的化合物。
[0087] 除非另外說明，本文中所指的百分?jǐn)?shù)是體積百分?jǐn)?shù)（％ v/v)。
[0088] 在整個本說明書的說明書和權(quán)利要求中，詞語"包含"及其變體如"包括"不意圖排 除其他添加物、組分、整數(shù)或步驟。
[0089] 在一組實(shí)施方案中，在吸收劑溶液中的光活性化合物是光致變色性化合物，優(yōu)選 光酸。
[0090] 現(xiàn)有技術(shù)中描述了適用于目標(biāo)氣體的分離工藝的寬范圍的光酸化合物，且運(yùn)樣的 化合物是光致變色領(lǐng)域中公知的。
[0091] 光致變色酸在 Berkovic等，Chem.Rev.2000.，100,1741-1754;Metsuda 等， J.F*hotochem.F*hotobiol.，C2004，5169-182;和化koyama Qiem.Rev. 2000，100，1717-1740 中論述。
[0092] US 4636561化osoda)描述了一系列螺嗎I噪嘟糞并嗯嗦，其在一些情況中是水溶性 的。
[0093] US 6549327(Foucher等）、US 5879592(Kumar)、US5185390(Fisher等）和 US6211374(Ippolite)描述了一系列螺化喃，其包括水溶性化合物。
[0094] EP0277639(Asashi)描述了一系列螺嗯嗦。
[0095] Chen等，Photochem.Photobiol. Sci . ,2011 June，10(6) 1023-9描述了水溶性的俘 精酸酢和俘精酷亞胺。
[0096] Johns等，Chemistry,2014, Jan 13:20(3) :689-92描述了Ξ氣甲基苯基-Ξ氯-巧 喃光酸。
[0097] 由于提供的pH變化的程度的特別優(yōu)選的光酸的范圍公開于US2013/0192978 化 iao)和 aii 等 J.Am.化 6111.5〇。.2011，133(37)14699-14703中。^3〇和化1等公開了質(zhì)子化 的部花青和其他光酸化合物，其包含具有解離性質(zhì)子的親核部分、電子接收部分、W及橋聯(lián) 基團(tuán)，其在可逆的光誘導(dǎo)的分子內(nèi)反應(yīng)期間鍵合至親核部分與電子接收部分兩者W形成 環(huán)。Shi等J.Am.Chem.Soc. 2011,133(37) 14699-14703描述了部花青光酸，其從相對弱的酸 形式如質(zhì)子化的部花青變化W產(chǎn)生螺化喃相對強(qiáng)的酸并提供多達(dá)2.化Η單位的pH變化。Bao 等RSC Adv.，2014,4,27277-27280和Luo等J.Mater.化em.B，2013,1,887-1001 顯示了在水 性生物體系中使用部花青-螺化喃體系，用光照射開環(huán)的質(zhì)子化的部花青產(chǎn)生螺化喃，伴隨 有抑的顯著降低。
[0098] Nunes等，J. Am. Chem.Soc. ,2009, 1433 1 (26) 9356-9462; Lauren等， Acc.Qiem.Res.，2002，35，19-27描述了一系列基于徑基芳控化yho巧arene)且特別地1-糞 酪和2-糞酪(包括1-(取代的脂族)-2-糞酪)的光酸。
[0099] US 7588878(Iftime等）描述了光酸產(chǎn)生劑，包括面化的Ξ嗦，鐵鹽如芳基重氮鹽 和二芳基面鐵化alonium)鹽，Ξ芳基橫酸鹽，橫化的醋，取代的徑基酷亞胺，取代的徑基亞 胺，疊氮化物，糞釀如重氮糞釀，重氮化合物，及其組合。另一類光酸產(chǎn)生劑材料由非離子型 光酸產(chǎn)生劑如硝基芐基醋、諷、憐酸醋等表示。提供具體的例子，使用二烷基苯甲酯甲基梳 四氣棚酸鹽作為光酸。光酸化合物一般通過用活性能量束如uv光照射來產(chǎn)生酸。對光酸和 光堿(photobase)產(chǎn)生劑的進(jìn)一步綜述可見于例如Prog.Polym. Sci . vol. 21，1-45，1996中。
[0100] W02011/020928(Walzel等)描述了許多質(zhì)子化的遮光劑，其可用作光酸。
[0101] 如上文顯示的，已知非常寬范圍的光活性化合物，其可用于吸收劑溶液中W促進(jìn) 目標(biāo)氣體的吸收和作為pH變化結(jié)果的解吸。一些通常類別的光致變色光活性化合物可參照 下文說明的非限制性例子描述，其顯示了通過用光照射驅(qū)動的轉(zhuǎn)變。
[0102]
磯
[0103]
[0104] 其中R2和R3是氨或烷基 [010引其中R4為烷基
[0106] Ξ苯基甲燒
[0107] 在螺化喃和螺嗯嗦的上面的例子中，取代基"護(hù)可例如選自：氨、打至〔6烷基和- (邸2)nW，其中11為1至6 (優(yōu)選2至4)和1是-畑2、0)2^或5〇3^優(yōu)選5〇3一）。
[0108] 在一組實(shí)施方案中，所述光活性化合物是光酸。用于本發(fā)明的光酸化合物在基態(tài) W酸形式（即質(zhì)子化的形式)存在且在用光照射時可轉(zhuǎn)化為激發(fā)態(tài)。激發(fā)態(tài)典型地是光酸的 共輛堿且可W去質(zhì)子化的形式存在。在照射時通過基態(tài)形式貢獻(xiàn)質(zhì)子并轉(zhuǎn)化為激發(fā)態(tài)形式 降低周圍溶液的抑。
[0109] 優(yōu)選的光酸化合物可屬于選自W下的類別：糞酪（如1-(2-硝基乙基)-2-糞酪)和 螺化喃的質(zhì)子化的部花青開環(huán)形式。
[0110] 期望在照射前富含氣體的吸收劑溶液的抑在光活性化合物的運(yùn)行范圍內(nèi)?？蓪σ?作貢獻(xiàn)的富含氣體的吸收劑溶液的組分包括吸收的目標(biāo)氣體(例如二氧化碳）、吸收劑化合 物(例如胺）、W及任意其他可存在于溶液中的組分。如果必要，可調(diào)節(jié)富含氣體的吸收劑溶 液的抑。
[0111] 光活性化合物的運(yùn)行范圍可與光活性分子的激發(fā)態(tài)和基態(tài)之間的地a差異有關(guān)。 運(yùn)行范圍可通過測定光活性化合物在其基態(tài)(例如堿和相對弱的酸形式）的地a和所述化合 物在其激發(fā)態(tài)(例如相對強(qiáng)的酸形式)的地a來確定。因此，運(yùn)兩種形式之間的地a差異限定光 活性化合物的運(yùn)行范圍。
[0112] 在一個實(shí)施方案中，光活性化合物的激發(fā)態(tài)形式具有比所述化合物的基態(tài)形式低 的地3。
[0113] 在替代的實(shí)施方案中，光活性化合物的激發(fā)態(tài)形式具有比所述化合物的基態(tài)形式 局的地a。
[0114] 在一個實(shí)施方案中，富含氣體的吸收劑溶液的pH使得在富含氣體的溶液中的光活 性化合物處于堿或弱的酸形式。
[0115] 照射所述光活性化合物可導(dǎo)致相對強(qiáng)的酸的形成且因此降低富含氣體的吸收劑 溶液的抑。
[0116] 因此，在一些實(shí)施方案中，吸收劑溶液的pH落入光活性化合物的運(yùn)行范圍pKa內(nèi)， 且所述光活性化合物的激發(fā)提供抑的降低。
[0117] 在一組實(shí)施方案中，胺被用作對于目標(biāo)氣體的吸收劑化合物。可基于W下選擇胺： 其pKa和包括處于激發(fā)態(tài)時的光活性化合物的吸收劑溶液的抑。例如，在激發(fā)時，光活性化 合物可降低吸收劑溶液的pH。包含胺和吸收的目標(biāo)氣體的吸收劑溶液可用作選擇光活性化 合物的基礎(chǔ)，使得含有目標(biāo)氣體的溶液的pH落入光活性的地a范圍內(nèi)。
[0118] 在一個實(shí)施方案中，光活性分子在激發(fā)時可提供pH的降低直至一定pH值。在運(yùn)樣 的實(shí)施方案中，與該光活性分子一起使用的吸收性胺可選擇為具有低于該抑值的地3。運(yùn)意 味著，通過吸收劑溶液吸收目標(biāo)氣體如C〇2將任意地(充分地，at la巧e)降低溶液的抑至低 于光活性化合物的地a,由此允許通過光的激發(fā)W導(dǎo)致抑降低。
[0119] 本發(fā)明的進(jìn)一步的方面和前述段落中描述的方面的進(jìn)一步的實(shí)施方案將從作為 實(shí)例且參照附圖給出的下面說明變得明晰。
【附圖說明】
[0120] 圖1說明根據(jù)本發(fā)明的用于從氣體流除去目標(biāo)氣體的工藝。
[0121] 圖2說明根據(jù)本發(fā)明的用于從氣體流除去目標(biāo)氣體的替代工藝。
[0122] 圖3為說明吸收劑溶液pH和C〇2濃度之間的關(guān)系的圖。
[0123] 圖4為說明吸收劑溶液pH和S〇2濃度之間的關(guān)系的圖。
[0124] 圖5為說明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的含有單乙醇胺和處于基態(tài)和激發(fā)態(tài)的MEH/螺 化喃光活性化合物的吸收劑溶液的C〇2吸收和pH之間的關(guān)系的圖。
[0125] 圖6為說明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的含有贓晚和處于基態(tài)和激發(fā)態(tài)的MEH/螺化喃 光活性化合物的吸收劑溶液的C〇2吸收和pH之間的關(guān)系的圖。
[0126] 圖7為說明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的含有單乙醇胺和處于基態(tài)和激發(fā)態(tài)的硝基糞 酪光活性化合物的吸收劑溶液的C〇2吸收和pH之間的關(guān)系的圖。
[0127] 圖8為說明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的含有贓晚和處于基態(tài)和激發(fā)態(tài)的硝基糞酪光 活性化合物的吸收劑溶液的C〇2吸收和pH之間的關(guān)系的圖。
[0128] 圖9為說明使用pH探針測量的pH和處于其基態(tài)或激發(fā)態(tài)的1-(2-硝基乙基)-2-糞 酪之間的關(guān)系的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0129] 本發(fā)明設(shè)及在用于從氣體流吸收目標(biāo)氣體的溶液中使用光活性化合物。
[0130] 圖1提供用于從煙道(flue)氣體流捕獲目標(biāo)氣體的工藝的實(shí)施方案的說明。在該 具體實(shí)施方案中，目標(biāo)氣體是C〇2。工藝100包括用于從煙道氣體流吸收C〇2的吸收反應(yīng)器 102、和用于解吸C〇2的解吸反應(yīng)器104。
[0131] 吸收反應(yīng)器102包含第一入口 106、第二入口 108、第一出口 110和第二出口 112、W 及氣體吸收接觸區(qū)域114。吸收反應(yīng)器102的第一入口 106是煙道氣體入口，富含C〇2的煙道 氣體經(jīng)由其進(jìn)入吸收塔102。第二入口 108是吸收劑溶液入口，0)2貧