CO2在功能型離子液體支撐膜中的溶解擴散機理研究.pdf

1、由于CO2所造成的溫室效應(yīng)日益嚴重，如何捕獲CO2成為眾學(xué)者的重點研究對象。捕獲CO2的方法主要分為物理、化學(xué)吸收法、低溫冷凝法、吸附法和膜吸收法。其中，支撐離子液體膜(SILM)由于結(jié)合了離子液體(IL)本身低揮發(fā)性、穩(wěn)定性高以及對CO2的高溶解性和支撐離子液體膜的比表面積高及高選擇性的優(yōu)點，因此具有廣闊的應(yīng)用前景。現(xiàn)已有學(xué)者針對傳統(tǒng)型離子液體支撐膜進行相關(guān)氣體吸收方面的研究，但關(guān)于將功能型離子液體負載在支撐膜上進行CO2吸收性質(zhì)的研

2、究以及支撐液體膜吸收CO2的機理性研究較少。本試驗便綜合考察了CO2在功能性離子液體支撐膜中的溶解性、擴散性及滲透性，并采用相關(guān)模型對CO2在SILMs中的擴散性和溶解性進行數(shù)據(jù)擬合。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴均為疏水性、0.22μm的PES膜和PVDF膜，PES膜所負載的離子液體膜比PVDF膜多;將離子液體負載至膜上后，PVDF膜所制備的SILMs均變透明，而負載到PES膜后表觀沒有變化；⑵CO2在SILMs中的溶解度伴隨壓力

3、的增加在增大，且CO2在稀胺-SILMs中的溶解度遠高于醇胺-SILMs，這是因為烯胺陽離子比醇胺陽離子中含有更多的N原子，而可以吸收更多的CO2;對于醇胺形成的SILMs，CO2的溶解性伴隨陽離子中碳鏈的增多在減小。而對于陰離子，CO2在SILMs中的溶解性度隨著碳鏈長度而增大，這是因為空間越大，越有利于CO2的吸收；⑶CO2在SILMs的擴散性會隨著離子液體的粘度增大而降低。陽離子中碳鏈的增長以及取代基的增多均會增加范德華力，并使離

4、子液體的粘度增大，致使CO2在SILMs中的擴散性降低，即TETA＞DETA，DEA＞TEA＞MEA。而對于陰離子，碳鏈越復(fù)雜，粘度越大，擴散性越低；⑷CO2在SILMs的滲透性會隨著壓力的增加而增加，且其受到溶解性和擴散性的雙重控制。CO2在硫酸制成三種支撐離子液體膜中的滲透性比其他由有機酸制成的SILMs小一個數(shù)量級。相同陽離子，不同陰離子情況下由于溶解度類似，因此滲透性的規(guī)律與擴散性相同。而不同陽離子情況下，由于溶解性和擴散性的雙