功能型离子液体的合成及CO2捕集特性

摘要

CO2是目前排放量最大的温室气体，而CO2固定排放源多来自于燃煤电厂。如何捕集燃煤电厂烟气CO2是目前研究的热点。由于离子液体具有蒸汽压低，熔点低，溶解力强，结构可调等一系列优良特性，利用离子液体固定电厂烟气CO2已经成为CO2减排的重点研究方向之一。其中，咪唑类离子液体是目前研究最多的离子液体。
　　 本文首先根据不同离子液体的合成方案，采用两步合成法合成了多种离子液体，包括传统咪唑类离子液体[bmim]BF4，[emim]BF4和功能型离子液体1-(3-氯-2-羟基-丙基)-3-甲基咪唑乙酸盐，利用IR和1HNMR对所合成的离子液体进行特征官能团表征，同时探讨了离子液体合成及提纯过程中的主要影响因素。
　　 常温常压条件下，对所合成的离子液体在实验室台架上开展CO2吸附性能实验，获得各离子液体CO2饱和吸附量，吸附平衡时间等参数，常温常压下，[bmim]BF4的CO2饱和吸附量最高，为0.076 mol（CO2）/mol(IL)，[emim]BF4的平衡时间最短，为30分钟。同时对吸收CO2后的离子液体进行脱附实验，探讨离子液体循环再生性能，发现离子液体循环使用四次后，吸附CO2性能降低甚微。
　　 基于上述离子液体性能研究，对某几种离子液体进行羟基和胺基改性，合成含有羟基官能团离子液体[OH-e-mim]Br和胺基官能团型离子液体[NH2P-mim]Br、[NH2-e-mim]BF4。研究表明，在常温常压下，改性离子液体的CO2饱和吸附量，吸附平衡时间都有明显改善，[OH-e-mim]Br和[NH2-e-mim]BF4的CO2饱和吸附量分别是常规离子液体[emim]BF4的2倍和3.5倍。同时探讨了水分，温度，CO2分压等因素对离子液体吸附CO2的影响以及离子液体的脱附循环等特性。实验结果表明，胺基改性离子液体[NH2-P-mim]Br的CO2捕获能力最强，是一类极具应用前景的功能型离子液体。

目录

文摘

英文文摘

声明

1 绪 论

2 离子液体的合成实验与表征

3 离子液体吸附CO2性能研究

4 功能型离子液体的合成及其CO2吸附特性

5 结论及下一步工作重点

致 谢

参考文献

附录 硕士期间发表的论文