功能型离子液体吸收电厂烟气CO2的研究进展

CO2是目前排放量最大的温室气体,利用离子液体固定CO2已经成为CO2减排的重点研究方向之一。介绍了近几年来各种离子液体吸收CO2的研究历程以及研究成果,对比各种离子液体吸收性能的差异,并着重介绍了功能型离子液体捕获CO2的特点及其应用,突出其在CO2固定方面的诸多优势,并对离子液体的吸收机理进行了讨论,同时探讨离子液体在电厂烟气CO2处理过程中所面临的问题。     

离子液体吸收CO2的研究进展

CO2的捕集、分离与利用已成为人类共同关心的重要课题。工业上,通常使用传统的有机胺水溶液或热钾碱溶液等脱除CO2。有机胺具有蒸气压,易产生挥发性有机物(VOCs)对环境造成污染;热钾碱溶液等脱除CO2需要较高操作温度因而能耗较高,生产过程经济性有待改善。离子液体具有几乎无蒸气压、热稳定性、结构可设计性等独特优点,在CO2分离领域的巨大应用潜力已成共识。本文结合课题组近期的研究工作,就国内外离子液体吸收CO2的主要研究成果进行综述。     

功能离子液体水溶液吸收CO_2的研究

采用自制的功能离子液体1-2-胺乙基丁基咪唑溴盐([NH2ebim]Br)、1-2-胺乙基甲基咪唑溴盐([NH2emim]Br)的水溶液作为吸收剂,进行吸收CO2的研究。考察了不同浓度的功能离子液体水溶液吸收CO2的吸收速率,温度对CO2的吸收速率的影响,不同功能离子液体水溶液对吸收速率的影响,以及吸收剂的再生效率,并探讨了功能离子液体水溶液吸收CO2的机理。结果表明,功能离子液体水溶液实现了对CO2的化学吸收,吸收速率随着功能离子液体浓度和温度的增加而增加,而功能离子液体阳离子碳链长短对水溶液吸收CO2的速率影响不显著。实验中每摩尔功能离子液体吸收的CO2大于0.5 mol,其反应机理被提出。     

功能离子液体水溶液吸收CO_2的研究

采用自制的功能离子液体1-2-胺乙基丁基咪唑溴盐([NH2ebim]Br)、1-2-胺乙基甲基咪唑溴盐([NH2emim]Br)的水溶液作为吸收剂,进行吸收CO2的研究。考察了不同浓度的功能离子液体水溶液吸收CO2的吸收速率,温度对CO2的吸收速率的影响,不同功能离子液体水溶液对吸收速率的影响,以及吸收剂的再生效率,并探讨了功能离子液体水溶液吸收CO2的机理。结果表明,功能离子液体水溶液实现了对CO2的化学吸收,吸收速率随着功能离子液体浓度和温度的增加而增加,而功能离子液体阳离子碳链长短对水溶液吸收CO2的速率影响不显著。实验中每摩尔功能离子液体吸收的CO2大于0.5 mol,其反应机理被提出。     

CO_2液体吸收材料的研究进展

CO_2捕集分离技术的基础和核心是功能性吸收材料。本文介绍了三种CO_2液体吸收材料的研究进展,主要有碱性溶液、离子液体、相分离吸收剂;同时,对CO_2吸收材料的发展趋势进行了展望。     

Gemini胺功能离子液体吸收CO2的研究

受亲水有机胺与CO2进行化学反应的启发,将胺功能基团能引入到咪唑环上,合成含胺功能基团的离子液体.本研究以四个亚甲基为连接基,合成含胺功能基团的Gemini咪唑离子液体1,4一二(溴化3-乙胺基咪唑)丁烷,所合成的物质经红外、核磁共振氢谱表征确为目标产物.进行了简单的吸收实验,其对CO2的吸收比物理吸收高很多,可与CO...     

功能化离子液体吸收SO2研究进展

介绍了离子液体的特点及功能化离子液体作为吸收SO2的作用，叙述了醇胺类、胍盐类及其他离子液体在吸收SO2方面的研究进展。功能化离子液体虽然表现出了比其他SO2吸收剂吸收方面的优势，但尚处于实验研究阶段，实现工业化仍存在不同的问题。     

离子液体吸收烟气中SO_2的研究

寻找新型高效的烟气SO2处理方法是当前环境保护的重点。离子液体作为一种环境友好溶剂在气体吸收方面有其独特的优势。本文研究了烟气中SO2的成因、危害,分析了常规处理方法优缺点,得出了离子液体可以应用于烟气中SO2的处理的结论,总结了离子液体对SO2的吸收行为,展望了离子液体回收SO2的前景及今后研究的方向。     

用于二元体系CO_2-离子液体模型的研究进展

针对离子液体数目庞大且缺乏物性数据的缺点,提出需建立有效的热力学模型。将应用于吸收式制冷中的离子液体-CO_2二元体系所使用的二元模型进行汇总处理,比较得出适合应用于离子液体-CO2二元体系的计算简单、精度较高的模型。     

用于CO_2吸收的离子液体的合成、表征及吸收性能

以N-甲基咪唑和3-溴丙胺氢溴酸盐为起始原料,合成了一种含氨基的离子液体(ionic liquid,IL)——1-(1-氨基丙基)-3-甲基咪唑溴盐(简写为[NH2p-mim]Br),总产率为90.1%,溴含量为0.980 mol Br/mol IL,胺含量为0.948 mol NH2/mol IL。探讨了合成工艺,并通过1HNMR、13CNMR、IR和MS对产物结构进行了表征。吸收实验结果表明,该离子液体能够有效地吸收CO2,在40℃和106 kPa下,质量分数为45%的离子液体水溶液吸收CO2至饱和时,溶液中CO2的摩尔分数可达0.444 mol CO2/mol IL,接近理论吸收量0.5 mol CO2/mol IL;在90℃的真空状态下,吸收的CO2能够完全解吸,重复吸收实验表明,该离子液体吸收CO2的能力无明显下降。     

离子液体支撑液膜分离CO2的研究进展

总结了离子液体支撑液膜分离CO2的研究进展,简要分析了气体在离子液体支撑液膜中的传质机理;介绍了离子液体支撑液膜的制备方法及影响离子液体支撑液膜稳定性的因素;指出了今后用于分离CO2的离子液体支撑液膜的发展方向。     

离子液体的制备及其吸收SO_2性能

本文合成了一种新型的离子液体,1-丁基-3-甲基硫氢酸盐,并探究了其吸收SO2的性能,结果表明产物具有高的吸收量及快的吸收速率,在尾气脱硫领域具有良好的前景。     

离子液体及其吸收机理的研究进展

介绍了近几年常用于吸收二氧化碳的几类离子液体,分别阐述了每种离子液体的特点,综述了国内外离子液体吸收二氧化碳的研究结果。对胺类离子液体吸收二氧化碳时的反应机理加以总结,分类介绍每种机理的特性。最后,针对离子液体现有的状况提出建议,并对未来的研究方向做了展望。     

离子液体及其吸收机理的研究进展

介绍了近几年常用于吸收二氧化碳的几类离子液体,分别阐述了每种离子液体的特点,综述了国内外离子液体吸收二氧化碳的研究结果。对胺类离子液体吸收二氧化碳时的反应机理加以总结,分类介绍每种机理的特性。最后,针对离子液体现有的状况提出建议,并对未来的研究方向做了展望。     

氨基酸离子液体-MDEA混合水溶液的CO_2吸收性能

为改善N-甲基二乙醇胺(MDEA)水溶液对CO2气体的吸收性能,选择了四甲基铵甘氨酸([N1111][Gly])、四乙基铵甘氨酸([N2222][Gly])、四甲基铵赖氨酸([N1111][Lys])、四乙基铵赖氨酸([N2222][Lys])4种功能性离子液体作为活化剂与其复配组成新型CO2吸收剂。用恒定容积法考察了总质量分数为30%的混合溶液吸收CO2的性能,分析了离子液体在水溶液中与MDEA通过质子传递相互促进吸收CO2的机理。实验结果显示离子液体能够显著提高MDEA水溶液吸收CO2的速率,且吸收速率随着添加量的增加而提高。在本文所用的几种混合吸收剂中,阴离子为赖氨酸的离子液体混合吸收剂具有较高的吸收负荷;而[N1111][Gly]-MDEA混合溶液对CO2的初期吸收速率最快,同时[N1111][Gly]-MDEA混合吸收剂的再生效率高于其他离子液体混合吸收剂,达到98%。     

相变离子液体体系吸收分离CO2的研究现状及展望

全球工业化的迅速发展及人口增长使得化石燃料消耗不断增加,导致二氧化碳(CO₂)排放量逐年递增,引发全球化气候问题。醇胺吸收法目前在工业CO₂捕集应用最广泛,主要以单乙醇胺、甲基二乙醇胺等水溶液为吸收剂,存在溶剂损耗大、再生能耗高等问题,开发高效低能耗的新型吸收剂是实现CO₂大规模捕集的关键。离子液体具有气体亲和性好、蒸气压低、结构性质可调等特点,其中相变离子液体体系因节能潜力大被认为是新一代CO₂吸收剂,其吸收CO₂后由均相变为互不相溶的液-液或液-固两相,再生时仅需对CO₂富相加热处理,可有效减少吸收剂再生体积,降低再生能耗。重点总结近五年相变离子液体体系在CO₂分离的研究现状和进展,对不同相变行为的液-液和液-固相变离子液体体系分类阐述和讨论,并对其发展趋势进行展望。     

离子液体吸收分离一氧化碳的研究进展

离子液体(ILs)作为一种新型的绿色溶剂在吸收和分离一氧化碳(CO)方面显示出了独特的优异性和潜在的应用价值。对近年来ILs参与CO吸收分离的研究工作进展进行了综述,主要包括常规ILs、阴离子功能化ILs、ILs/Cu (Ⅰ)盐和ILs支撑液膜。重点论述了CO在ILs中的溶解度及对其他气体的选择性,并与ILs吸收分离二氧化碳(CO₂)性能进行了比较;着重讨论了阴阳离子种类、取代基类型、温度、压力等因素对ILs吸收分离CO性能的影响,并介绍了ILs吸收CO的机理。最后,对设计合成新型功能化ILs应用于高效吸收分离CO提出了一些建议。     

负载[APMIm][Br]离子液体吸收CO_2的性能

1-氨丙基-3-甲基咪唑溴盐([APMIm][Br])离子液体通过化学反应捕集CO2。采用浸渍-蒸发将[APMIm][Br]离子液体负载在硅胶表面,通过比表面孔隙吸附测定仪、热重分析仪(TGA)对吸收剂的结构与性能进行研究,负载量为10%~50%,温度为303.15~323.15 K,CO2浓度分别为10%、30%、50%。结果表明:硅胶表面的离子液体薄膜厚度达到86 nm(负载40%)时,具有最快的吸收速率,且受CO2浓度和温度变化的影响较小,平衡吸收量在50%CO2体系中达到理论吸收量的80%,随着温度的升高而降低,当负载量为50%时,膜厚增加到230 nm,导致吸收速率和平衡吸收量大幅度下降。值得注意的是:负载离子液体吸收剂在循环使用3次之后,结构与性能均保持不变,表现出一定的工业运用前景。     

功能化离子液体-MDEA复配体系吸收CO2

采用一步法合成了两种功能化离子液体四乙铵-丙氨酸盐([N2222][Ala])和四乙铵-丝氨酸盐([N2222][Ser]),利用IR和1H NMR对其结构进行了表征,并测定了其玻璃转化温度和分解温度;同时,在40℃下分别将[N2222][Ala]和[N2222][Ser]与MDEA进行复配,考察复配后的体系对CO2吸收性能;实验结果表明,[N2222][Ala]和[N2222][Ser]的加入对MDEA吸收CO2均有不同程度的增强作用,当加入质量分数为10%时,体系对CO2吸收量分别增加了8.63%和5.40%。此外,研究了20～60℃温度范围内复配体系的密度、黏度等,并比较了吸收前后黏度的变化。     

离子液体分离CO2的研究进展

文章主要综述了功能化离子液体、支撑离子液体膜和离子液体复配溶液在CO2分离方面的应用研究进展,并在此基础上提出了离子液体用于CO2捕获需要解决的问题和应用前景。