醚基、烯丙基咪唑類離子液體在CO2捕集中的應用.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、大氣中碳排放的不斷增加已經引起全世界各國的廣泛關注。目前,工業(yè)上常用的有機胺水溶液吸收法和固態(tài)堿吸收法等傳統(tǒng)捕集方法存在著過程能耗高,設備腐蝕嚴重以及二次污染等亟待解決的問題。離子液體作為一種新型可設計的良好溶劑,近年來已在捕獲CO2方面取得了很大的進展。但是已報道的有較好吸收性能的離子液體吸附劑普遍存在著粘度偏高,價格昂貴,合成復雜和穩(wěn)定性差等缺點,而且離子液體作為CO2吸收劑的作用機理還缺乏系統(tǒng)的研究,這都極大限制了離子液體的工業(yè)化

2、應用。因此,開發(fā)新的具有潛在工業(yè)化應用的離子液體,研究離子液體與CO2之間的微觀作用,成為了離子液體碳捕集的重大挑戰(zhàn)。
  本文在合成兩類功能化離子液體的基礎上,通過改變離子液體結構、壓力、溫度以及水分等條件,較為系統(tǒng)地研究了這些因素對離子液體吸收CO2性能的影響。采用核磁共振(NMR)和紅外(IR)等譜學技術,研究了離子液體與CO2之間的微觀作用,為進一步設計性能更好的離子液體吸收劑提供了一定的理論基礎。主要研究內容如下:

3、>  1.設計合成了10種以1-甲氧基乙基-3-甲基咪唑([C1OC2mim]+)和1-烯丙基-3-甲基咪唑([Amim]+)為陽離子,以雙(三氟甲基磺酰亞胺)([Tf2N]-)、硫氰根([SCN]-)、二氰胺根([N(CN)2]-)、乳酸根([Lact]-)和醋酸根([Ac]-)為陰離子的離子液體,另外還合成了兩種2位被甲基取代的咪唑醋酸鹽[C1OC2mmim]Ac和[Ammim]Ac,其中[C1OC2mim]Lact、[C1OC2m

4、im]Ac和[C1OC2mmim]Ac均為首次報道。采用NMR技術對所合成的離子液體進行了表征,測定了這些離子液體的熱穩(wěn)定性和熔點或玻璃態(tài)轉變溫度,分析了不同陰陽離子結構對其物理化學參數的影響。
  2.考察了5種含不同陰離子的醚基功能化咪唑離子液體對CO2的吸收性能,分析了離子液體陽離子上醚基的引入以及陰離子的結構對其吸收CO2的影響。以離子液體[C1OC2mim]Ac為研究對象,討論了壓力、溫度以及水分等因素對其吸收CO2容量

5、的影響,并對其循環(huán)使用性能進行了考察。
  3.首次將5種粘度較低的烯丙基功能化的咪唑離子液體應用到CO2捕集領域,并考察了這些離子液體的CO2吸收能力。以吸收較好的[Amim]Ac為代表,探討了壓力、溫度和微量水分等條件對該類離子液體吸收性能的影響。最后,對該離子液體的循環(huán)使用性能進行了考察。
  4.利用NMR和IR光譜技術分別研究了離子液體[C1OC2mim]Ac和[Amim]Ac與CO2的微觀相互作用,并利用13C

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