常温常压下离子液体[NH2p-mim]Br吸收CO2的实验研究

针对燃煤过程排放的CO2的捕集问题,以N-甲基咪唑为主要原料,合成了含—NH2官能团的离子液体1-(1-氨基丙基)-3-甲基咪唑溴盐(即[NH2p-mim] Br),在常温常压下考察了其对CO2的吸收性能和再生后对CO2的吸收负荷,并对[NH2p-mim]Br和[bmim]Br进行了比较实验,研究了哌嗪的加入对[NH2p-mim]Br吸收CO2的影响.结果表明:胺基的引入增加了对CO2的吸收负荷,且合成的离子液体经再生后,仍具有较高的CO2吸收负荷;哌嗪可促进[NH2p-mim]Br吸收CO2的反应;[NH2p-mim]Br对CO2的吸收负荷远大于[bmim]Br,这可能是因为-NH2官能团的存在实现了[NH2p-mim]Br对CO2物理吸收和化学吸收的并存.     

离子液体支撑液膜分离H2/CO2混合气体

将1-丁基-3-甲基咪唑二氰铵盐([BMIM][DCA])、1-丁基-3-甲基咪唑苯甲酸盐([BMIM][BA])、1-丁基-3-甲基咪唑三氟甲烷磺酸盐([BMIM][Tf O])、1-丁基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚铵盐([BMIM][NTf2])等4种离子液体分别固定在PES膜中,制备成离子液体支撑液膜(SILMs)用来分离H2/CO2混合气体。实验结果表明,气体在SILMs中的渗透速率随温度的升高而增加;PES-[BMIM][Tf O]膜对H2/CO2混合气体分离能力最强,40℃下分离因子达15.8。利用Gaussian 09软件计算这4种离子液体与H2和CO2分子间的结合能(Ec),通过结合能的差异预测SILMs对H2/CO2的分离能力,计算与实验结果相吻合。     

固定化脂肪酶在离子液体中催化合成生物柴油

通过硅胶载体涂布法对细菌Burkholderia cepacia GX-35所产的脂肪酶进行固定化。比较了自制固定化脂肪酶在4种离子液体中催化合成生物柴油的效果,其中文章研究新设计并合成的一种离子液体溴代1-乙基-2-甲基咪唑[EMIM]Br对催化反应起促进作用。通过对转酯率的测定,研究了固定化脂肪酶在[EMIM]Br中的最适反应条件:最适反应温度为35℃,[EMIM]Br加入量为花生油质量分数的60%,最佳醇类为乙醇,加水量为花生油质量分数的5%,乙醇与花生油之比为9∶1,固定化脂肪酶加入量为花生油的20%,反应时间为6 h。固定化脂肪酶在[EMIM]Br中稳定性好,使用6次之后转酯率下降不明显。试验结果表明,与不加[EMIM]Br相比,加[EMIM]Br能有效提高生物柴油的转化率。     

氨水富液再生及再生液吸收特性的试验研究

在常压、60～90℃下通过试验系统对氨水吸收CO2后的富液的再生特性以及再生液的吸收能力进行了研究,得到了影响氨水富液再生的因素及再生液的吸收性能.结果表明:提高再生温度可以增大CO2的再生速率和再生程度;氨水富液负荷对再生有很大影响,负荷低于0.4 molCO2/mol NH3时,再生率维持在较低水平,随后再生率随负荷上升而线性增加;负荷为0.6 molCO2/mol NH3时,氨水富液已基本丧失脱碳能力,再生后其吸收性能得到一定恢复;在再生液中添加少量的新鲜氨水,有助于恢复再生液对CO2的吸收能力;综合考虑富液再生与再生液吸收两方面,推荐氨水循环脱碳时负荷变化范围为富液0.6 mol CO2/mol NH3,贫液0.4 mol CO2/mol NH3.     

离子液体对玉米秸秆组分的溶解选择性

为实现生物质原料的组分分离,研究了1-丁基-3-甲基咪唑甲酸盐([BMIM][HCOO])、1-丁基-3-甲基咪唑乙酸盐([BMIM][CH3COO])、1-丁基-3-甲基咪唑丙酸盐([BMIM][CH3CH2COO])、1-丁基-3-甲基咪唑二氰胺盐([BMIM][N(CN)2])4种离子液体在固液比为1∶20、温度为20~140℃下,对玉米秸秆各组分的溶解能力。结果表明:玉米秸秆在离子液体的溶解率随温度的增加而增加;4种离子液体中,[BMIM][CH3CH2COO]对玉米秸秆中纤维素和半纤维素的溶解能力最强,在140℃下溶解率分别达74.04%和79.22%,[BMIM][N(CN)2]对玉米秸秆中的木质素的溶解能力最强,在140℃下溶解率达75.15%;这4种离子液体对纤维素和半纤维素的溶解选择性均较低,[BMIM][N(CN)2]在140℃下对玉米秸秆中的木质素的选择溶解性系数可达2.03,显示出良好的分离性能。     

稻草在离子液体([Emim]Br)中的热解研究

为研究离子液体对植物纤维素热解行为的影响,以稻草为原料,在离子液体溴化3-甲基-1-乙基咪唑([Emim]Br)中进行热解反应,考察了反应温度、离子液体与稻草的质量比及反应时间对生物油产率的影响,得到热解较佳工艺条件:热解反应温度为230℃,离子液体与稻草的质量比为2∶1,热解反应时间为45 min,生物油得率达到38.1%。对热解得到的生物油进行GC-MS分析,呋喃类和苯酚类物质的含量较高,分别占17.17%和21.98%。     

不同结晶度纤维素与1-丁基-3-甲基咪唑氯混合热解特性研究

通过等体积浸湿的方法对不同结晶度的纤维素负载1-丁基-3-甲基咪唑氯([Bmim]Cl)离子液体,获得了负载离子液体的纤维素和再生纤维素样品,在固定床反应器上探究了不同结晶度纤维素负载离子液体的热解行为,并分别对其三态产物生物焦、生物油、生物气进行了分析。结果表明：纤维素再生过程会破坏内部晶体结构,使其无定形区域变大,脱水反应更加容易发生;热解温度为275℃时,与纤维素相比,结晶度更低的再生纤维素能够促进挥发物的生成以及抑制固体碳的生成,液体产率及固体产率分别从48.23%、48.81%变化至55.7%、37.67%,而热解温度在300～350℃的高温下却相反;负载离子液体后可以促进LGO等物质的生成,最高产率可达到16.1%,高结晶度能够促进离子液体对LGO的催化作用。     

甘氨酸钠溶液提纯沼气性能的试验研究

对新型有机胺-甘氨酸钠溶液吸收CO2提纯沼气的适宜条件进行了试验研究,并采用加热再生的方法对甘氨酸钠溶液的再生性能进行了研究。考察了不同浓度(0.5～3 mol/L)甘氨酸钠溶液对CO2吸收速率和吸收负荷随时间的变化关系,气流速度对于甘氨酸钠溶液对CO2吸收速率和吸收负荷的影响以及温度对于甘氨酸钠溶液对CO2吸收速率的影响。试验结果表明,甘氨酸钠溶液的浓度越高,吸收量也越大,但吸收负荷越小;气流速度对甘氨酸钠吸收CO2速率影响较为明显;温度对甘氨酸钠吸收CO2速率影响较小。另外,甘氨酸钠溶液具有稳定的再生性能,适宜的再生温度和再生时间分别为108℃和3 h。     

铝离子电池电解液的研究进展

得益于铝负极的高质量/体积能量密度、低成本与高安全性,可充铝离子电池成为极具前景的下一代储能电池体系.铝离子电池主要是基于铝负极、正极材料及1-乙基-3-甲基咪唑氯化物([EMIm]Cl)基的离子液体电解液.目前,储铝正极材料的性能优化已取得了系列进展,但铝离子电池的实际应用受到了[EMIm]Cl基电解液的高成本、腐蚀...     

离子液体预处理对甘蔗渣快速热解产物的影响

采用1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐([AMIM]Cl)和1-丁基-3-甲基咪唑氯盐([BMIM]Cl)两种离子液体进行甘蔗渣预处理研究,以水洗预处理甘蔗渣作为对比试验。使用SEM,BET,XRD和TG-DTG对预处理前后样品进行表征,并利用Py-GC/MS装置对样品进行快速热解,重点考察了产物中左旋葡聚糖、呋喃类及乙酸的含量变化。结果表明,采用离子液体[AMIM]Cl在140℃下预处理甘蔗渣效果较好,此时甘蔗渣的结晶度由50.7%降低为36.5%,而比表面积则从2.0 m2/g增加至4.0 m2/g,同时甘蔗渣的热稳定性提高。在该条件下预处理能够脱除甘蔗渣中87.5%的碱金属和碱土金属,有效促进了甘蔗渣快速热解转化为左旋葡聚糖。热解产物中左旋葡聚糖含量从未处理的10.5%提高至38.0%,乙酸含量由5.7%降低为2.5%,而呋喃类产物的变化较小。     

R-1234yf在[HMIM][Tf2N]中的溶解度

基于等体积饱和法测量了温度在293.0~353.0K、压力在99.0~925.0kPa时R1234yf在离子液体1-己基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐([HMIM][Tf_2N])中的溶解度,温度、压力、溶解度的测量不确定度分别为0.02K、0.3kPa、3%。利用改进的Krichevsky-Kasarnovsky方程和NRTL方程对R1234yf在[HMIM][Tf_2N]中的溶解度进行了关联,计算值与实验值之间的相对偏差绝对平均值均为0.7%,最大相对偏差均小于1.9%。     

超声波辅助离子液体预处理的纤维素酶解糖化

利用超声波辅助离子液体1-烯丙基-3-甲基咪唑甲酸盐([Amim][COOH])对纤维素进行预处理,并测定聚合度变化和酶解速率。试验表明,再生纤维素的聚合度有明显下降;酶解速率随预处理温度的增加呈现先增加后下降的趋势,在90℃出现最大值;在外加超声波条件下,经离子液体预处理的纤维素酶解初速度可达11.10g/(L·h),相比未处理的纤维素,酶解速度提高33%。通过电子显微镜和红外光谱分析,再生纤维素出现了解聚现象,结晶度也明显下降。     

磺酸型离子液体合成及催化制备生物柴油工艺研究

研究合成功能化酸性离子液体1-丙基磺酸-3-甲基咪唑硫酸氢盐([PrSO_3HMIm]HSO_4),采用核磁共振、红外光谱、热重分析等分析法进行表征验证,并用其催化菜籽油酯交换反应制备生物柴油,考察醇油物质的量之比、反应温度、反应时间和离子液体用量对酯交换反应的影响及离子液体的稳定性。结果表明:在n甲醇∶n菜籽油=10∶1,反应温度120℃,反应时间8 h,离子液体用量为菜籽油质量7%的条件下,生物柴油收率可达95.56%,且稳定性良好,循环使用5次催化性能未明显降低。     

高温下Ti掺杂对Li4SiO4吸收CO2性能的影响

采用固相合成法和溶胶凝胶法分别制备了可直接在高温下吸收CO2的硅酸锂(Li4SiO4),并进行了Ti的掺杂改性.采用X射线衍射仪、比表面积测定仪和热重分析仪对Li4SiO4进行了表征及CO2吸收性能的测试,并在固定床台架上进行了CO2循环吸收/解吸的试验研究.结果表明:溶胶凝胶法制备的纯Li4SiO4更有利于在高温下对CO2的吸收;CO2的分压对高温下Li4SiO4吸收CO2有很大影响,分压越大,吸收的CO2量越大;当TiO2的掺杂比例x=0.02时,改性的Li4SiO4对CO2的最大吸收量可达31.59%;经过20次循环后,固溶体Li4Si0.98Ti0.02 O4对CO2的吸收量仅下降了20%,从第4次循环后此样品基本达到完全再生,说明其具有较大的CO2吸收量和优良的再生性能.     

微晶纤维素在离子液体[Bmim]Cl中的溶解与再生

利用氯化1-丁基-3-甲基咪唑([Bmim]Cl)溶解微晶纤维素,考察了温度、时间以及[Bmim]Cl与微晶纤维素质量比对微晶纤维素在[Bmim]Cl中的溶解率的影响。研究结果表明,[Bmim]Cl与微晶纤维素质量比为5∶0.5,溶解温度为90℃,溶解时间为1.5 h时,微晶纤维素在[Bmim]Cl中的溶解率最高,为48.7%。同时,借助扫描电镜和X射线衍射仪对再生纤维素的形貌和结晶性进行了分析,结果表明,微晶纤维素在[Bmim]Cl中的溶解属于直接溶解,结晶强度减弱。     

Li4SiO4吸收CO2的实验研究

用固相法合成了用来循环使用的吸收CO2的Li4SiO4材料。通过热力学分析、X射线衍射(XRD)、热重分析(TG)确定了合成条件;用热重分析(TG)仪研究Li4SiO4吸附CO2的性能;用扫描电子显微镜(SEM)来观察Li4SiO4吸附CO2前后表面微观形貌的变化特征。结果发现,在900℃烧结2h可以合成Li4SiO4;材料在600～720℃段吸附CO2反应最为活跃,最高吸附量可达29.16%(质量分数)左右;材料吸附CO2后在750℃开始脱出CO2,到900℃左右可脱附完全,再生为Li4SiO4;CO2的体积百分含量(分压)对Li4SiO4吸附CO2的速度和吸附量有明显影响;气氛相同时,气体流量对吸附速度和吸附量的影响不明显。     

Li_4SiO_4回收CO_2的实验研究

CO2资源化利用对实现节能减排意义重大,在利用HSC5.1热力学数据库对Li4SiO4吸附CO2的热力学进行分析的基础上,采用自行研制的热天平分析研究Li4SiO4吸收CO2的性能,用X射线衍射仪和扫描电子显微镜(SEM)分别观察和评价在不同温度下Li4SiO4吸收CO2后的物相组成与Li4SiO4吸收CO2前后表面微观形貌的变化特征.分析与实验结果发现,材料在600～720 ℃段吸收CO2反应最为活跃,最高吸收量可达29.16%(wt)左右;材料吸收CO2后在750 ℃开始脱出CO2,再生为Li4SiO4;CO2的体积百分含量对Li4SiO4吸收CO2的速度和吸收量有明显影响;气氛相同时,气体流量对吸收速度和吸收量的影响不明显.     

温室气体CO2的回收技术

我国作为世界上CO2的主要排放国，对全球气候变暖有不可推卸的责任。总结CO2的主要回收方法，介绍采用中空纤维膜接触嚣的膜吸收法工艺，为CO2污染的控制提供一些帮助。[编者按]     

离子液体催化合成醋酸正丙酯的研究

醋酸正丙酯对多种合成树脂具有优良的溶解能力,常用于有机合成过程和用作涂料、印刷油墨等的溶剂,也是工业上常用的脱水剂。醋酸正丙酯酯化反应通常采用浓硫酸作为催化剂,但存在设备腐蚀严重、副反应多、后处理过程复杂和污染环境等缺点。利用离子液体具有的稳定性好、不挥发、与有机物相容性可调、酸性可调等特性。制备适用于醋酸正丙酯酯化反应的烷基咪唑磺酸盐酸性离子液体催化剂．并对其性能进行了实验考察。实验结果表明：合成的烷基咪唑磺酸盐离子液体pH值只有2左右,其酸性比浓硫酸低很多,但其酯化催化活性高,催化活性稳定,可重复使用,不具有氧化性,腐蚀性小,不水解,不挥发,属于环境友好的新型酯化催化剂,性能优于Lewis酸催化剂。采用烷基咪唑磺酸盐离子液体催化合成醋酸正丙酯,在乙酸与正丙醇摩尔比（物质的量比）为1：1．05,催化剂加量与反应物料质量比为1：9,反应时间为3h的反应条件下,其酯化转化率可达90．0％～97．7％。     

钙钛矿型多晶薄膜太阳电池(2)

<正>2013年,瑞士联邦理工学院Graetzel M小组提出用溶液旋涂两步法,依次在纳米多孔Ti O2薄膜上沉积Pb I2和CH3NH3I,以合成钙钛矿CH3NH3Pb I3多晶薄膜,显著改善了薄膜的均匀性,使电池效率跃升到15.0%[5]。同年,英国牛津大学物理系Liu Mingzhen等[6]采用双源共蒸发技术制备CH3NH3Pb I3-xClx