CO2捕集溶剂吸收法的研究进展

针对最主要的CO₂捕集方法溶剂吸收法,系统梳理了吸收剂有机胺、离子液体、低共熔溶剂以及相变溶剂在碳捕集领域的技术发展历程和现状,并分析了相关技术的发展趋势。目前溶剂吸收法主要以有机胺为主,但仍面临能耗和降解率高等问题,新型胺液溶剂的开发和应用还需时间验证。离子液体、低共熔溶剂和相变溶剂尽管具有替代有机胺捕集CO₂的潜力,但受成本和溶剂黏度的限制,依然面临着较多的技术挑战。因此,溶剂吸收法捕集CO₂技术开发仍有很大的提升空间。     

超临界CO2流体萃取蚕蛹油研究

在8kg.h-1CO2流量下探讨了蚕蛹油的超临界CO2萃取。在单因素实验的基础上通过正交实验确定了蚕蛹油的较佳萃取条件。实验结果表明,萃取温度对蚕蛹油得率影响较大,其次是萃取时间、萃取压力。超临界CO2萃取蚕蛹油的较优条件为:温度50℃,压力25MPa,时间2.5h,在上述条件下蚕蛹油得率为29.45%。     

热可逆离子液体-低共熔溶剂双水相体系的相行为及理化特性研究

与聚合物双水相体系相比,离子液体双水相体系具有相分离效率高和选择性强的特点,在萃取领域得到了广泛关注。然而,离子液体双水相体系中常见的kosmotropic组分为无机盐或有机盐,溶液环境通常呈现强碱性,不利于保持萃取分子的稳定性和生物活性。以低共熔溶剂替代盐类作为kosmotropic组分、以离子液体为chaotropic组分构建新型离子液体-低共熔溶剂双水相体系,考察了不同温度下的相行为规律,筛选出具有高临界共熔温度（UCST）和低临界共熔温度（LCST）两种截然相反的热可逆相转变行为的萃取体系,从宏观角度探索了离子液体-低共熔溶剂-水三元体系的黏度、密度、电导率以及pH等理化特性随温度变化的规律,利用量子化学计算从微观角度分析离子液体、低共熔溶剂与水分子之间的相互作用。研究旨在揭示热可逆离子液体-低共熔溶剂双水相体系的成相机理,为萃取温敏性生物分子设计新的理想萃取体系提供基础数据。     

新型微波辅助-基质分散固相萃取技术结合HPLC测定土壤中塑化剂

建立基于低共熔溶剂(DESs)的微波辅助-基质分散固相萃取技术结合高效液相色谱法(HPLC)测定土壤中邻苯二甲酸酯类塑化剂(PAEs)的方法。采用在土壤样品中分别加入不同的分散剂和DES研磨分散的方法进行目标物提取,并将混合物经微波萃取后装入固相萃取小柱并用正己烷洗脱,提取液采用高效液相色谱法(HPLC)检测PAEs。结果表明：在优化实验条件下,5种PAEs的线性范围分别为0.1～500、0.1～500、0.1～500、0.1～500、0.1～1 000μg/mL,检出限分别为0.01、0.01、0.01、0.01、0.02μg/mL,DMP、DEP、DBP、DPP、DCHP的加标回收率分别为93.41%、93.43%、93.71%、97.98%、97.58%。此方法操作快速、简便、灵敏度高,结果令人满意,可适用于土壤中PAEs的定量检测。     

超强碱离子液体-有机胺-水复配溶剂高效CO2捕集

CO₂捕集是实现碳减排的重要技术之一。其中,化学吸收法是一种有效的、适用于低CO₂分压的CO₂捕集技术。开发出一种高效、低能耗、环保的吸收剂是该领域的研究难点和热点。离子液体(ILs)作为一类绿色溶剂,在CO₂捕集中具有结构可调节、反应速率快、吸收量高等优势,但存在黏度大、价格昂贵等问题,本工作提出将超强碱离子液体1,8-二氮杂二环[5,4,0]十一碳-7-烯咪唑([HDBU][Im])与单乙醇胺(MEA)复配得到离子液体复配溶剂,来提高吸收剂的CO₂吸收量并降低吸收CO₂后溶剂的黏度。研究了离子液体浓度、吸收温度、CO₂分压等对离子液体复配溶剂捕集CO₂性能的影响,测定了离子液体复配溶剂在不同CO₂负荷下的密度和黏度等物性。结果表明,30wt%MEA+10wt%[HDBU][Im]具有较好的吸收能力,在40℃下,CO₂吸收量达到0.1453 g CO₂     

跨临界CO2两相流可调式喷射器的流动模拟和性能分析

作为CO₂制冷/热泵系统重要的节能部件,喷射器的工作能力对系统性能的提升有着重要影响。尽管CO₂喷射器的结构简单,但其内部流动十分复杂,包含非平衡相变、跨声速和马赫波等物理现象。为此,本研究建立了用于CO₂两相流模拟的均相弛豫模型(HRM),通过实验数据验证了模型的可靠性,并以此开展了对可调式喷射器的数值研究,分析了有无探针、探针位置和工况变化对可调式喷射器性能和内部流动的影响。研究结果表明,探针增加了一次流的不可逆损失,同时也改变了喷嘴出口一次流的膨胀状态;通过探针调整喷嘴喉部面积,提高了喷射器适应不同工况运行的能力,使喷射器在不同工况下保持最佳的运行状态;与固定式喷射器相比,可调式喷射器效率平均提升10.74%。     

有机胺吸收与解吸CO2的变化过程分析研究

随着化石燃料的频繁使用,CO₂浓度持续增长。为研究有机胺吸收和解吸CO₂的变化过程,以有机胺羟乙基乙二胺和四乙烯五胺为研究对象,以介孔分子筛材料为吸收剂,通过控制不同胺负载量来研究有机胺对CO₂的吸收变化过程。采用吸附动力学Avrami模型,对不同温度下的CO₂解吸过程进行分析。结果表明,通过有机胺吸附剂的表征分析验证了实验的可行性。当胺负载量为30%的羟乙基乙二胺时,吸附剂的吸收效率最高。温度为110℃时,吸附剂在12 min就完成了大部分CO₂的解吸,解吸效率最高。     

CO2响应型智能封窜剂研究进展

重点分析了CO₂响应型封窜剂的分子组成、响应机理和封窜性能,综述了近年来国内外用于辅助CO₂驱智能封窜剂的研究进展。用于CO₂流动控制的常规封窜剂存在难注入与封堵效率低等不利因素,基于非共价作用的封窜剂可以对CO₂做出智能响应,由于其封堵能力强、注入性好,在辅助CO₂驱中控制气窜和提高原油采收率中效果显著。介绍了具有应用潜力的新型CO₂响应体系,并讨论了其未来发展趋势与应用前景。     

混合胺修饰的介孔硅胶吸附CO2性能研究

以介孔硅胶为载体,采用"嫁接+浸渍"两步法制备了混合胺(APTS+TEPA)修饰的介孔硅胶吸附剂。在固定床中考察了3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTS)和四乙烯五胺(TEPA)负载量、吸附温度、进气流量对CO2吸附性能的影响,并研究了吸附剂的循环稳定性。结果表明,当APTS负载量30%,TEPA负载量30%(TEPA30-APTS30-MSG),吸附温度为70℃,进气流量为30 m L/min时,该吸附剂表现出最好的吸附性能,饱和吸附量高达3.04 mmol/g,较纯TEPA浸渍提高了37.6%。该吸附剂经10次吸脱附循环后,饱和吸附量仅下降2.96%,具有较好的循环稳定性。     

超临界CO2萃取技术在中药研究中的应用

超临界流体萃取技术是一种新型的化学工程技术,其中以超临界二氧化碳萃取最受关注,其在中药有效成分的提取分离方面已得到广泛应用。通过介绍超临界二氧化碳萃取技术的基本原理、工艺流程、影响因素以及自身特点,综述了该技术在中药有效成分提取分离中的应用以及与其他技术联合应用所取得的进展,为超临界二氧化碳萃取技术在中药研究中的进一步发展提供了参考。     

超临界CO2—共轭亚油酸乙酯萃取体系研究

利用带有视窗的相平衡装置对共轭亚油酸乙酯在超临界CO2中的溶解度进行了测定。并通过对相平衡釜内体系相态变化的观测,进一步研究超临界相行为。采用Chrastil经验方程对共轭亚油酸乙酯在超临界CO2中的溶解度进行模拟。共轭亚油酸乙酯体系计算值与实验值平均误差为2.43%。     

木香油的超临界CO2萃取制备及分析应用

通过超临界CO2萃取技术提取木香油,经过GC-MS分析,共鉴定出40种挥发性化学成分,主要是8,9-脱氢-9-甲酰基-环异长叶烯、亚麻酸、β-榄香烯等,占总挥发性成分的95.64%。同时,利用木香油特殊的气息,开发出木香香水香精。     

聚醚胺改性聚苯乙烯马来酸酐超分散剂的制备及其在分散TiO2中的应用

为解决传统分散剂在颜料分散体系中容易发生絮凝的问题,提出了一种简便的制备超分散剂的方法。将不同相对分子质量的聚醚胺通过亚胺法接枝到苯乙烯-马来酸酐共聚物(SMA)侧链上,制备了亚胺化苯乙烯马来酸酐(SMI)超分散剂,研究了其对TiO₂颜料的分散性能。利用红外光谱仪、核磁共振氢谱仪、凝胶渗透色谱仪、热重分析仪和差示扫描量热仪对分散剂进行了表征;通过测量TiO₂在甲苯中的粒径和分散稳定性确定SMI的分散性能。结果表明：成功制备了SMI分散剂,当使用聚醚胺D-2000改性SMA时,制得的SMI分散剂对TiO₂悬浮液体系有良好的分散效果(48 h内基本无颗粒沉降),能够有效防止颜料颗粒聚集。     

超临界CO2流体萃取莪术挥发油的工艺研究

利用超临界CO2流体萃取技术,以榄香烯为目标物,研究了萃取压力、温度、时间、原料粒度和CO2流量对莪术挥发油萃取率的影响,建立了获得莪术挥发油的最佳工艺条件.实验结果表明,莪术粉粒度40目,萃取压力18 MPa,温度50℃,萃取时间120 min,流量20～30 kg/h条件下,挥发油中榄香烯含量最高,相对含量为2.8%,为以后精馏研究奠定了基础.     

超临界CO2萃取印楝种子中印楝素的研究

应用超临界CO2萃取技术从印楝种子中萃取印楝素,研究了萃取温度、压力和夹带剂对印楝素萃取效果的影响.当萃取温度为35 ℃、压力为15 MPa、甲醇用量为CO2体积的3%时,可将印楝种子中90%以上的印楝素A萃取出来,所得产品印楝素A的质量分数为20.3%.     

离子液体基低共熔溶剂在转化CO2中的应用

CO₂作为一种温室气体,是一种宝贵的C₁资源,为实现“碳达峰、碳中和”战略目标,大力发展二氧化碳利用与封存技术是当务之急。离子液体是由有机阳离子和有机或无机阴离子组成的绿色溶剂,而低共熔溶剂是由氢键受体和氢键供体通过氢键形成的一种新型的溶剂。离子液体基低共熔溶剂不仅拥有离子液体相似的性质,如低饱和蒸气压、宽液温范围、高热化学稳定性、结构性能可调控等,还具备了低共熔溶剂的氢键特性。本文综述了离子液体基低共熔溶剂在CO₂热催化、电催化、生物催化领域的应用,并分析了各种催化方式中的CO₂转化机理和影响因素,展望了低共熔溶剂应用于转化CO₂的前景,对目前该领域的发展所面临的主要问题和进一步的研究工作提出了建议。     

不同夹带剂条件下超临界CO2萃取蜂胶黄酮的研究

以蜂胶为原料,进行超临界CO2萃取蜂胶黄酮的研究,系统地考察了醇系、酮系、酯系和混合溶剂等夹带剂对蜂胶黄酮含量的影响。实验表明:夹带剂对萃取影响关系为:醇系夹带剂>混和夹带剂>酯系夹带剂>酮系夹带剂>不加夹带剂。95%乙醇是性价比最高的夹带剂,夹带剂用量为10%。     

油酚分离过程低共熔溶剂的筛选及萃取性能研究

低温煤焦油中酚类化合物的高效分离在工业上具有重要意义。采用COSMO-RS模型对40种用于间甲酚-异丙苯分离的低共熔溶剂进行筛选,结合σ-profile和σ-potential对筛选得到的低共熔溶剂的高萃取性能进行分析。并采用液液相平衡实验对筛选结果进行验证,优化了萃取工艺条件。结果表明,COSMO-RS模型筛选得到的氯化胆碱(ChCl)∶乙二醇(EG)(1∶2)、ChCl∶丙三醇(Gly)(1∶2)、ChCl∶乳酸(LA)(1∶2)三种低共熔溶剂与间甲酚之间存在较强的氢键相互作用,与异丙苯之间存在排斥作用。液液相平衡实验证实了COSMO-RS筛选结果的可靠性,其中ChCl∶EG(1∶2)具有最高的分配系数和选择性系数,且黏度最低,被选定为最佳的低共熔溶剂。在25℃、ChCl∶EG(1∶2)与模型油质量比为1∶1时,ChCl∶EG(1∶2)对间甲酚萃取率高达98.41%,同时异丙苯夹带量仅为8.41%,并且具有良好的循环使用性能。     

超临界CO2萃取橙花精油及GC/MS分析

用超临界CO2萃取技术结合分子蒸馏纯化制取橙花精油。通过正交实验确定了超临界CO2萃取最佳工艺条件,即萃取时间240min,萃取温度40℃、萃取压力20MPa、萃取流速20L.h-1。用气相色谱/质谱(GC/MS)联用仪对橙花精油成分进行了分析,共检测出54种化合物。用超临界CO2萃取结合分子蒸馏制取橙花精油的方法具有工艺操作温度低、基本上不破坏热敏性物质、精油香气更接近天然、无溶剂残留等优点。     

油酚分离过程低共熔溶剂的筛选及萃取性能研究

低温煤焦油中酚类化合物的高效分离在工业上具有重要意义。采用COSMO-RS模型对40种用于间甲酚-异丙苯分离的低共熔溶剂进行筛选,结合σ-profile和σ-potential对筛选得到的低共熔溶剂的高萃取性能进行分析。并采用液液相平衡实验对筛选结果进行验证,优化了萃取工艺条件。结果表明,COSMO-RS模型筛选得到的氯化胆碱(ChCl)∶乙二醇(EG)(1∶2)、ChCl∶丙三醇(Gly)(1∶2)、ChCl∶乳酸(LA)(1∶2)三种低共熔溶剂与间甲酚之间存在较强的氢键相互作用,与异丙苯之间存在排斥作用。液液相平衡实验证实了COSMO-RS筛选结果的可靠性,其中ChCl∶EG(1∶2)具有最高的分配系数和选择性系数,且黏度最低,被选定为最佳的低共熔溶剂。在25℃、ChCl∶EG(1∶2)与模型油质量比为1∶1时,ChCl∶EG(1∶2)对间甲酚萃取率高达98.41%,同时异丙苯夹带量仅为8.41%,并且具有良好的循环使用性能。