功能型离子液体吸收烟气中CO2性能的实验研究

摘要

CO2是大气中最主要的温室气体,随着温室效应的进一步蔓延,有关二氧化碳的固定/转化利用研究已经成为全世界各国普遍关注的重要课题之一。由于新型绿色功能型离子液体具有可忽略的蒸汽压,低熔点,良好的溶解能力,特定功能等一系列优良特性,因此利用功能型离子液体进行CO2减排引起了广泛的关注。其中,胺基咪唑类离子液体是目前研究最多的功能型离子液体。
　　本文分别采用一步合成法和两步合成法合成了8种伯胺类功能型离子液体和8种叔胺类功能型离子液体,并运用IR和1HNMR对其结构进行表征,确定合成的纯度等特性参数。
　　常温常压条件下,对所合成的功能型离子液体在搭建的在线吸收装置上进行吸收CO2研究,通过实验获得了吸收实验相关参数。分析比较实验结果,选择四种情况的功能型离子液体即加入60％质量分数水分的[NH2P-mim]Br,加入30%质量分数水分的[NH2P-bim]PF6和[(CH3)2NP-bim][Tf2N]以及不加水的[(CH3)2NP-mim][Tf2N]进行下一步的特性研究,同时对四种功能型离子液体再生循环特性进行了探讨。
　　基于上述四种情况下的功能型离子液体进行模拟烟气CO2吸收特性研究,包括探讨了温度和CO2分压,O2,酸性气体SOx和NOx等因素的影响及其机理。整体研究表明,加入30%质量分数水分的[(CH3)2NP-bim][Tf2N]常温常压下CO2饱和吸收量达到0.5707mol/mol,吸收平衡时间为25min,解吸时间为15min,循环5次后吸收效果保持在0.5079mol/mol,并且具有较强的抗氧化和耐酸性气体SOx和NOx能力。

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1 绪 论

1.1 离子液体概述

1.2 功能型离子液体

1.3 本文研究内容

2 功能型离子液体的合成及表征

2.1 实验药品及仪器

2.2 伯胺类功能型离子液体的合成

2.3 叔胺类功能型离子液体的合成

2.4 产物的结构表征

2.5 本章小结

3 功能型离子液体吸收CO2特性研究

3.1 功能型离子液体吸收CO2实验装置及方法

3.2 常温常压下功能型离子液体吸收CO2实验研究

3.3 功能型离子液体吸收CO2情况对比分析

3.4 功能型离子液体再生循环特性研究

3.5 小结

4 功能型离子液体吸收烟气中CO2特性研究

4.1 温度和CO2分压对功能型离子液体吸收CO2的影响

4.2 O2对功能型离子液体吸收CO2的影响

4.3 SOx和NOx对功能型离子液体吸收CO2的特性研究

4.4 结果与讨论

5 结论及下一步工作重点

5.1全文总结

5.2下一步工作重点

致谢

参考文献

附录 硕士期间发表的论文