用离子液体吸收CO2的研究现状与展望

综述了离子液体的特点和吸收CO2的研究成果,并对影响离子液体吸收CO2的因素进行分析.比较各种离子液体吸收CO2性能的差异,着重介绍功能化离子液体吸收CO2的特点,突出其在固定CO2方面的优势,同时对离子液体吸收CO2机理进行讨论,并探讨了离子液体吸收CO2所面临的问题与应用展望.     

用离子液体吸收CO_2的研究现状与展望

综述了离子液体的特点和吸收CO2的研究成果,并对影响离子液体吸收CO2的因素进行分析。比较各种离子液体吸收CO2性能的差异,着重介绍功能化离子液体吸收CO2的特点,突出其在固定CO2方面的优势,同时对离子液体吸收CO2机理进行讨论,并探讨了离子液体吸收CO2所面临的问题与应用展望。     

新型酰基氨基酸类质子化离子液体的合成及其吸收CO2的研究

本研究通过烷基乙二胺和酰基丙氨酸的酸碱中和反应,合成由质子化烷基(=己基/HHex、异辛基/HEtHex)乙二胺阳离子与酰基(=辛酰基/Oct、癸酰基/Dec及月桂酰基/Dod)丙氨酸根阴离子组成的两大类六种新型酰基氨基酸类质子化离子液体(Acylamino acid protic ionic liquids, AA-PILs),即HHex-Octala, HHex-Decala, HHex-Dodala,和HEtHex-Octala, HEtHex-Decala, HEtHex-Dodala型AA-PILs。并通过测定HEtHex型AA-PILs与水(摩尔比1∶10)混合体系吸收CO₂后的¹³C-NMR谱图和密度、粘度、pH及电导率等物性,研究烷基乙二胺型AA-PILs的吸收CO₂的性能。室温条件下,HHex型AA-PILs为固态,其热分解温度和熔点分别在196℃～202℃和75℃～77℃范围内,其阳离子结构对其熔点影响较大;HEtHex型AA-PILs为近似室温ILs,其热分解温度和熔点在182℃～188℃和30℃～...     

CO2在离子液体中溶解度的模型研究

将PRSV状态方程应用到CO2气体在离子液体中的溶解度计算,并根据离子液体在不同温度下的密度数据,得到了PRSV状态方程用于离子液体时的方程参数,分别用与G^E模型NRTL相结合的Wong-Sandler和van der Waals混合规则来关联计算CO2气体在离子液体中的溶解度,并优化得到气体与离子液体的交互作用参数。其计算结果的平均相对误差分别为9．45％和6．60％。     

氨基功能化离子液体表征及吸收SO2的实验研究

制备了4种氨基功能化离子液体,通过UV,IR和NMR进行了结构表征.进行了室温下吸收SO2的实验,结果表明,该类离子液体的吸收平衡时间为1.5 h,最大摩尔分数溶解度为2.50,质量分数溶解度为52.5%.吸收了SO2的离子液体经过简单蒸馏即可回收使用,脱附率为96%.与目前报道的离子液体脱硫技术相比,氨基功能化离子液...     

锆酸锂的合成及其吸收CO2性能研究

以纳米级四方相ZrO2(t)为反应物,采用高温固相法合成了在高温下可直接吸收CO2的Li2ZrO3材料。用扫描电子显微镜(SEM)、X-射线粉末衍射仪(XRD)分别分析了所合成材料的表面与结构特征,使用热重分析仪(TG)研究了Li2ZrO3材料吸收CO2的性能。实验结果表明,吸收温度影响材料吸收CO2的性能,500℃下Li2ZrO3材料具有最佳的CO2吸收性能。此外,CO2气体流量、Li2ZrO3材料样品重量以及升温速率均影响材料吸收CO2的性能。     

pH值调节剂对CO2吸收富液解吸能耗的影响

在0.2mol/LMEA、DEA和MDEA吸收CO2饱和溶液的解吸过程中加入一定量的己二酸和辛二酸,对解吸能耗和CO2析出速率的影响进行了实验。发现加酸后在其它解吸实验条件不变情况下,CO2析出速率加快,且加酸剂量在0～0.6g范围内,CO2解吸速率与加酸量成正比。对加酸前后的CO2解吸能耗进行了计算和比较,发现在解吸过程加酸后解吸CO2的能耗率明显减少,且能耗减少量随加酸量的增加而增大。研究结果表明,采用pH值调节法可降低CO2解吸过程的能耗,加快解吸速率。     

锆酸锂的合成及其吸收CO2性能研究

以纳米级四方相ZrO₂(t)为反应物,采用高温固相法合成了在高温下可直接吸收CO₂的Li₂ZrO₃材料。用扫描电子显微镜（SEM）、X-射线粉末衍射仪（XRD）分别分析了所合成材料的表面与结构特征,使用热重分析仪（TG）研究了Li₂ZrO₃材料吸收CO₂的性能。实验结果表明,吸收温度影响材料吸收CO₂的性能,500℃下Li₂ZrO₃材料具有最佳的CO₂吸收性能。此外,CO₂气体流量、Li₂ZrO₃材料样品重量以及升温速率均影响材料吸收CO₂的性能。     

溴代N-丁基吡啶离子液体的合成及吸收CO_2性能研究

以吡啶、溴代正丁烷为原料合成了溴代N-丁基吡啶离子液体([bpy]Br),使用红外光谱、核磁共振氢谱分析方法对产物结构进行了表征。运用热重-差示扫描量热仪(TG-DSC)对离子液体的热稳定性进行测定,结果表明离子液体[bpy]Br的液态温度为99.3~238.0℃。实验研究了离子液体[bpy]Br对CO_2的吸收性能和离子液体再生后对CO_2的吸收负荷。结果表明:随着离子液体[bpy]Br质量分数的增加,离子液体吸收CO_2的负荷增加;随着吸收温度的升高,离子液体吸收CO_2的负荷减少;随着通入CO_2流量的增加,离子液体吸收CO_2达到饱和的时间缩短。离子液体再生后对CO_2的吸收性能基本不变。     

离子液体中CO_2固定过程的研究和应用

二氧化碳是大气中的重要温室气体之一,以其为原料并将其固定在离子液体中加以回收利用已成为二氧化碳利用的一个重要的研究方向.离子液体的结构-性质、功能化离子液体的制备及应用也是未来国际上的研究重点.介绍了国内外用于气体吸收的功能化离子液体的结构以及合成,阐述了离子液体在固定CO2气体方面国内外的研究进展和应用概况,并对离子液体固定二氧化碳的理论基础研究和应用前景进行了讨论.     

CO_2膨胀液体增强气体溶解度规律研究

基于文献中报道的CO2+CO+Octene、CO2+H2+Nonanal等4个三元系相平衡实验数据,借助状态方程模拟计算了H2和CO气体在CO2膨胀辛烯和壬醛液体中的溶解度.根据定义的溶解度增强因子,关联得到了系统的溶解度增强因子表达式,表明溶解度增强程度和进料比、操作温度以及液相中CO2的摩尔分数相关.结果可以为深入研究CO2膨胀液体的热力学行为提供参考,也可为相关应用研究提供设计依据.     

CO2膨胀液体热力学特性与溶解度增强规律研究

二氧化碳膨胀液体（Carbon dioxide expanded liquids,CXLs）作为环境友好的绿色溶剂,具有良好的气体溶解度、传质特性、低粘度、条件温和、有机溶剂用量少等突出特点,常表现出优于超临界二氧化碳（SCCO2）与纯有机溶剂的特性．应用Peng—Robinson状态方程（PREOS）对CXLs二元及三元体系的体积膨胀度进行了模拟计算．通过调节二元相互作用参数,使PREOS计算结果与实验数据吻合较好,表明PREOS能够预测多元体系的相行为．在此基础上,对溶解度增强因子进行了研究．     

离子液体的物理化学性质

近年来,离子液体是全新的绿色溶剂体系被称为"未来的绿色设计者溶剂"。离子液体以其独特的物理化学性质和在众多领域的巨大应用潜力而引起广泛的关注。要想很好地利用它,必须了解其相关的物理化学性质。结合笔者的研究工作,概述了离子液体的密度、黏度、表面张力、酸性、配位能力和极性等物理化学性质与离子液体结构间的关系,意在为离子液体的物理化学性质和应用提供信息和数据。同时,对离子液体的发展进行了展望。     

离子液体的相平衡

近年来,离子液体是全新的绿色溶剂体系被称为"未来的绿色设计者溶剂"。离子液体以其独特的物理化学性质和在众多领域的巨大应用潜力而引起广泛的关注。离子液体在分离过程中的实际应用还存在一些需要解决的问题,如相平衡等热力学数据缺乏。叙述了近年来离子液体的相平衡,总结了这些混合物相行为的基本热力学规律以及对萃取分离过程的指导作用。结合研究工作,概述了相平衡与离子液体的关系,意在为离子液体的应用提供信息和数据。同时,对离子液体的发展进行了展望。     

The distillation and volatility of ionic liquids

It is widely believed that a defining characteristic of ionic liquids (or low-temperature molten salts) is that they exert no measurable vapour pressure, and hence cannot be distilled. Here we demonstrate that this is unfounded, and that many ionic liquids can be distilled at low pressure without decomposition. Ionic liquids represent matter solely composed of ions, and so are perceived as non-volatile substances. During the last decade, interest in the field of ionic liquids has burgeoned, producing a wealth of intellectual and technological challenges and opportunities for the production of new chemical and extractive processes, fuel cells and batteries, and new composite materials. Much of this potential is underpinned by their presumed involatility. This characteristic, however, can severely restrict the attainability of high purity levels for ionic liquids (when they contain poorly volatile components) in recycling schemes, as well as excluding their use in gas-phase processes. We anticipate that our demonstration that some selected families of commonly used aprotic ionic liquids can be distilled at 200-300 degrees C and low pressure, with concomitant recovery of significant amounts of pure substance, will permit these currently excluded applications to be realized.     

长链离子液体的合成及性质

以N-甲基咪唑和溴代烷烃为原料,通过微波法合成了3种长链离子液体1-烷基-3-甲基咪唑溴盐(CnmimBr,n=12、14、16),并以C16mimBr为中间体,经过阴离子交换得到1-十六烷基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐(C16mimBF4),研究4种离子液体的咪唑环上质子化学位移、熔点和在不同溶剂中溶解性等性能.结果表明:N1上取代的烷基对咪唑环质子化学位移影响不大,而阴离子易于与咪唑环上H2形成氢键,使其化学位移向低场移动; CnmimBr的熔点随着N1取代基链长的增加而升高,当C16mimX(X=Br或BF4)的阳离子相同时,阴离子体积小的离子液体的熔点较高;离子液体在水、乙醇、乙酸中能较好地溶解,而在乙醚、苯、正己烷中不溶解或难溶.     

烷基咪唑类离子液体的合成及其性质

以N甲基咪唑和溴代烷烃为原料,通过微波法合成了6种离子液体1烷基3甲基咪唑类溴盐:1正丙基3甲基咪唑溴盐([nPmim]Br)、1异丙基3甲基咪唑溴盐([iPmim]Br)、1正丁基3甲基咪唑溴盐[nBmim]Br)、1仲丁基3甲基咪唑溴盐([sB mim]Br)、1正戊基3甲基咪唑溴盐([nAmim]Br)、1正己基3甲基咪唑溴盐([nHmim]Br).然后以 [nBmim]Br为中间体,经过阴离子交换得到1正丁基3甲基咪唑四氟硼酸盐([nBmim]BF4).在25℃时测定了7种离子液体的密度,结果表明:含有相同阴离子的离子液体密度随着阳离子烷基链长度的增加而减小;含有相同阳离子的离子液体,阴离子体积越大,密度越高.通过循环伏安法测定了[nBmim]Br和[nBmim]BF4的电化学窗口,分别为2.0V和3.4V.[nBmim]BF4的DSC曲线表明,其只有玻璃化温度(-95℃),而没有结晶温度和熔点.     

唑基离子液体的脱硫性能研究

为了研究在离子液体阴、阳离子上添加功能基团,达到更好地吸收SO_2的效果,以1,1,3,3-四甲基胍和三氮唑为原料,合成了三氮唑胍盐离子液体(简写为[TMG][Triz]),对其脱硫性能进行了系统研究,探讨了离子液体[TMG][Triz]的脱硫性能及脱硫机理。结果表明,离子液体[TMG][Triz]具有良好的脱硫及再生性能。在常压、20℃条件下,1mol离子液体[TMG][Triz]吸收2.964mol的SO_2;随着温度的升高,离子液体[TMG][Triz]的脱硫能力逐渐下降;摩尔吸收比随着SO_2分压的增加而增加;130℃条件下,对吸收饱和后的离子液体进行解吸,解吸率达到95%以上。研究表明,离子液体[TMG][Triz]对SO_2的吸收同时存在化学吸收和物理吸收2种作用,研究结果对提高烟气处理效率具有一定的参考价值。     

离子液体的毒性及其潜在风险评估

组成离子液体的结构和纯度对其毒性有较大的影响.综述离子液体的纯度,阳离子、阴离子组成对其毒性的影响以及离子液体的生态学设计方案和多维风险分析的研究进展.     

Synthesis and property of imidazolium oxidative-thermoregulated ionic liquids

A series of novel imidazolium oxidative-ther- moregulated bifunctional ionic liquids （ILs） have been synthesized by introducing the thermoregulated structural unit into imidazolium cation and using heteropolyanion as the anion of ILs. The structures of these new type of taskspecific ionic liquids （TSILs） are characterized by FT-IR and 1H NMR. The thermostability of ILs is analyzed by thermogravimetry. The thermoregulated properties of ILs in aqueous and organic solvents are mainly investigated. These ILs have the corresponding cloud points （CPs） in aqueous. The effects of IL concentration, polymerization degree, inorganic additives and organic additives on the CP are studied. IL/DMF/n-heptane or n-octane biphasic system has the corresponding critical solution temperature （CST）, and has the feature of ＂homogeneous at high temperature, heterogeneous at low temperature＂. The effects of IL dosage and polymerization degree on the CST are given. IL/DMF/n-octane thermoregulated biphasic system has been successfully applied for catalytic oxidative desulfurization of model fuels. This study opens up a new way for catalytic oxidation to achieve an integration of homogeneous catalysis and heterogeneous separation.