PEG基功能化离子液体的脱硫性能

合成一系列含有长醚链的PEG基咪唑对甲苯磺酸盐(PEG基功能化离子液体), 检测其脱硫与再生性能, 并测定其脱硫过程中物性(密度、黏度和表面张力)变化。结果表明, PEG基功能化离子液体具有良好的脱硫与再生性能, 而且该离子液体的脱硫性能随醚链增长而增强, 20℃时SO₂与离子液体摩尔比达到5.51以上, 吸收的SO₂在80℃条件下可彻底解吸。由¹H NMR图谱和Raman光谱分析结果表明, PEG基咪唑功能化离子液体对SO₂的吸收为物理吸收。脱硫后的PEG基功能化离子液体密度增大, 表面张力减小, 黏度较脱硫之前显著降低。     

基于酸度系数（pKa）模型的胺法SO2捕集过程多目标效能分析

筛选高SO₂吸收容量、低解吸能耗的吸收剂是提高胺基烟气SO₂捕集工艺应用潜力的重要途径。本研究采用SMD连续溶剂化模型和密度泛函理论在M05-2X/6-31G*基组水平上预测了5种有机二胺类物质的pK_a,基于预测的pK_a建立起吸收剂对SO₂吸收容量和解吸反应热的数学模型,以探讨有机二胺-酸-水三元体系吸收剂捕集SO₂过程中的效能关系。结果表明,数学模型符合工程精度要求。二胺的SO₂吸收容量和脱质子反应焓都随pK_a增大而增加,筛选有机胺吸收剂展现出对SO₂吸收容量和反应焓的多目标矛盾性特征;量化了5种二胺的SO₂循环吸收容量和解吸反应热的数值关系,在相同SO₂循环容量条件下,5种二胺中羟乙基哌嗪（HEP）的解吸热最小,HEP为有机二胺-酸-水三元体系中的一种潜力二胺类吸收剂。     

咪唑类三元低共熔溶剂捕集低压SO2的实验研究

近几年来,以氢键受体（HBA）和氢键供体（HBD）组成的低共熔溶剂（DESs）以其类似于离子液体的性质被认为是一种有潜力的SO₂吸附剂。为制备用于低压SO₂吸收的容量大、价格合理、循环性能好的低共熔溶剂,选用咪唑(Im)作为功能化组分,以价格低廉的甘油(Gly)、PEG200和乙二醇(EG)作为第二HBD,与作为HBA的氯化胆碱(CC)构建CC-GIy-Im、CC-PEG200-Im、CC-EG-Im三元功能化低共熔溶剂,并用于低压SO₂的捕集实验研究。着重考察了第二HBD种类、咪唑含量、温度等因素对DESs吸收SO₂的性能影响。结果表明：在所选的第二HBD中,PEG200的性能最佳,其构建的低共熔溶剂密度、黏度适中,热稳定性好,吸收性好;CC-PEG200-Im（1∶2∶7）在40℃下,对1% SO₂的吸收量达到0.236 g SO₂/g DES;经5次吸收-解吸循环后,低共熔溶剂吸收性能仍然稳定;¹H NMR谱图分析结果表明,CC-PEG200-Im对SO₂的吸收机理为化学吸收。     

二氧化硫在脱钙后海水体系中的溶解平衡

CO₂脱钙后海水与标准海水相比,具有更少的Ca²⁺和更多的HCO₃^-,理论上HCO₃^-可与SO₂溶于水后产生的亚硫酸氢根反应,促进SO₂的溶解.为此本文以N₂为惰性载气,研究了1atm下,温度变化范围为34.0~63.9℃,SO₂在标准海水、NaHCO₃含量增多的海水以及钙离子减少的海水中的溶解性能,以期实现海水CO₂脱钙与烟道气脱硫的耦合.结果表明SO₂在标准海水中的溶解度随着温度的升高显著降低,且SO₂溶解度的数值与温度呈近似线性关系;海水中HCO₃^-含量的增加会提高SO₂在此水体系中的溶解度;而海水中钙离子的减少对SO₂在此水体系中的溶解性能并无显著影响.因此与标准海水体系相比,CO₂脱钙后海水体系对SO₂具有更好的溶解性能,为利用CO₂脱钙后海水进行烟气脱硫,从而实现海水脱钙与烟气脱硫的耦合提供了理论支持及基础数据.     

水分含量对正己胺-Tf2N型质子化离子液体物理化学性质的影响

通过Br?nsted酸碱中和反应,合成了由碱正己胺（hexylamine, Hexam）与酸双三氟甲基磺酰亚胺[bis(trifluoromethylsulfonyl) imide,HTf₂N]形成的质子化离子液体（protic ionic liquids, PILs）,简称为HHexam(Tf₂N)型PILs,其疏水性较强,但仍溶解少量水,其中饱和水含量可达6.33% (w₀=[H₂O]/[PIL]=1.44 )。PILs中水分含量的多少对其物理化学性质影响较大,因此本研究在温度T=303.15~353.15K的范围内、不同含水量（w₀=0.12、0.23、0.47、0.74、1.0、1.28）条件下,测定了HHexam(Tf₂N)的密度、黏度及电导率。结果显示,在相同温度条件下,随着水分含量的增加,其密度和黏度值均降低,电导率升高。在相同含水量条件下,随着温度的升高,其密度值呈直线下降,黏度均呈指数下降趋势,电导率均呈指数上升趋势,并且lnη、lnσ与1000/T之间基本呈线性关系,基本符合Arrhenius方程。在w₀=0.12~1.28 范围内,HHexam(Tf₂N)的Walden线均在ΔW=0.5~1.0内,离子性较好,并且随着水分含量的增加,其Walden线靠近KCl理想线,即离子化程度增大。另外,当漏极电压为-0.6V时,由HHexam(Tf₂N)制备的聚(3,4-亚乙二氧基噻吩)有机电化学晶体管（PEDOT OECT）的最大跨导（2.79mS）为水溶液获得的PEDOT:PSS OECT最大跨导（0.832mS）的3.4倍。     

甲酰胺+乙醇/丙醇/异丙醇/乙酸乙酯二元混合物的体积及黏度性质

为理解含甲酰胺二元溶液的超额性质变化及分子间相互作用,常压下测定了甲酰胺(FA)分别与乙醇、丙醇、异丙醇和乙酸乙酯组成的二元系在293.15~318.15 K的密度和黏度,计算了超额摩尔体积(VE)和黏度偏差(Δη)。采用半经验的黏度方程对实验黏度数据进行了关联和预测,并基于Eyring绝对速率理论方法计算了黏滞性活化参数。结果表明,四个二元系的超额摩尔体积均为负值,且都随温度升高而偏差增大。FA-乙醇和FA-乙酸乙酯两个体系的黏度偏差为负值,且随温度降低而偏差增大。FA-丙醇和FA-异丙醇两个体系的黏度偏差随FA组分增加呈‘S’形变化,在甲酰胺低浓度区由负值变为正值,也均随温度降低而偏差增大。Mc Allister模型对黏度数据的关联结果最好,预测值与实验值的平均相对偏差最小。黏滞性活化参数说明混合过程中焓驱动起主导作用。     

离子液体水溶液吸收模拟烟气中SO2

建立了一套放大脱硫装置, 利用该装置研究了乙醇胺乳酸盐([MEA]L)水溶液在不同条件下吸收SO₂的性能, 确定出了较优的实验条件, 并在该条件下进行吸收-解吸SO₂循环实验。研究结果表明:烟气中SO₂的去除率随[MEA]L中水分的增加而增加;SO₂的去除率随着气液比的减少而增加, 在气液比为420, SO₂浓度为2850～14280 mg·m^-3范围内时, 出口烟气中SO₂浓度均小于285 mg·m^-3, 满足排放标准;烟气中的CO₂对[MEA]L水溶液吸收SO₂没有影响;利用蒸汽对富液进行解吸再生, 解吸后的贫液可以继续使用, 并且仍具有很高的SO₂去除率。     

2-甲基-1,3-丙二醇水溶液密度和粘度的测定及关联

常压下采用密度瓶测定了纯液体2-甲基-1,3-丙二醇(MPO)及不同浓度的MPO 水二元体系在298.15~367.15K范围的密度;用乌氏粘度计测定了纯液体MPO及该二元体系在相应温度下的粘度.结果表明:MPO及其水溶液的密度和粘度均随温度升高而减小,密度呈线性衰减,粘度呈指数衰减;一定温度下MPO 水二元体系的密度随浓度变化大约在70%处出现了一极大值. 同时分别由密度和粘度实验数据计算了不同温度及组成下该二元体系的超额摩尔体积V E和混合粘度变化△η,结果V E和△η均为负值, 说明产生了负偏差.并由实验数据拟合出Grunberg-Nissan模型中的MPO-水体系的二元交互参数△Gij,它与温度和组成均有关.     

低黏二氰胺类离子液体乙烯汽液相平衡研究

从工业废气中回收分离乙烯（C₂H₄）具有重要意义,选用了三种低黏度二氰胺类离子液体,分别测定了293.15~333.15 K下其密度、黏度等物化性质,研究了其对乙烯（C₂H₄）吸收性能。采用非随机（局部）双液体模型（NRTL）关联了三种二元体系溶解度数据,实验值与计算值的平均相对偏差均小于3%。结果表明,低黏度二氰胺类离子液体对C₂H₄气体吸收性能良好,其中阳离子侧链长度增加和羟基功能团引入可增强对C₂H₄溶解度。同时,离子液体1-丁基-3-甲基咪唑二氰胺盐（[Bmim][DCN]）经过3次的吸收解吸循环,仍可以保持较好的C₂H₄吸收性能,表明该离子液体循环稳定性好,而1-丁基-3-甲基咪唑二氰胺盐（[Bmim][DCN]）对乙烯吸收量较高,具有作为C₂H₄吸收剂的潜力。     

碳酸二乙酯-甲苯二元体系黏度密度的测定及关联

在常压下采用U形振动管密度计测定了碳酸二乙酯一甲苯二元体系在298．15-363．15K下的相对密度,用乌氏黏度计测定了该混合物在298．15-363．15K下的黏度,并由密度数据计算出超额体积V^E及混合黏度的变化△η,同时对不同温度下的超额体积和混合黏度的变化与组成的关系按Redlich—Kiste方程进行了关联,给出了回归系数和标准误差。并用分子之间的作用力解释了混合物的超额体积和混合黏度的变化随组成的变化情况。     

Intradiffusion,density and viscosity studies in binary liquid systems of acetylacetone + DMF/DMSO/benzene at 303.15 K and 333.15 K

Intradiffusion coefficients of acetylacetone (AcAc) and DMF/DMSO/benzene in binary systems over the entire concentration range at 303.15 K were determined by ¹H diffusion-order spectroscopy (DOSY) nuclear magnetic resonance (NMR)method based pulse field gradient (PFG). The densities and viscosities of the above three binary systemsat 303.15 Kwere also studied andemployed to calculate the excessmolar volumes (V^E) and deviations in viscosity (Δη). Besides, experiments were carried out at 333.15 K for the systemof AcAc+DMF. The solvent and temperature effect upon the difference in D between enol and keto tautomers, the tautomeric equilibrium and excess properties (V^E and Δη) were discussed as well. Isotherms of VE as a function of mole fraction of AcAc (x₁) show positive deviations in benzene but negative deviations in DMF and DMSO, whereas isotherms of Δη as a function of x₁ record positive deviations in DMF but negative in benzene and DMSO. V^E values show more negative and Δη values are less positive in the system of AcAc + DMF at 333.15 K compared to 303.15 K. The VE and Δη were fitted to a Redlich-Kister type equation and the measured results were interpreted concerning molecular interactions in the solutions.     

离子液体基工质对的吸收制冷循环性能实验研究

分别对以离子液体1-乙基-3-甲基咪唑磷酸二乙酯[Emim][DEP]为吸收剂的二元工质对[Emim][DEP]+H₂O和以[Emim][DEP]+LiBr为吸收剂的三元工质对LiBr+[Emim][DEP]+H₂O的吸收制冷循环性能进行了实验研究,用于评价这种新型的工质对的制冷性能。实验结果表明,二元工质对[Emim][DEP]+H₂O具有吸收制冷性能,但与LiBr+H₂O工质对相比,其制冷系数较低。当发生温度为90℃、循环水温度为30℃、蒸发温度在10～15℃时,制冷系数仅为0.16～0.28。主要原因是[Emim][DEP]+H₂O工质对具有较高的黏度和较低的热导率,导致吸收器降膜吸收传热系数较低,吸收器吸收水蒸气的能力不足。为了强化其制冷效果,在[Emim][DEP]+H₂O工质溶液中加入少量LiBr水溶液,构成三元工质对LiBr+[Emim][DEP]+H₂O。实验结果表明,三元工质对LiBr+[Emim][DEP]+H₂O的制冷性能优于二元工质对[Emim[DEP]+H₂O,在上述蒸发温度范围内,制冷系数能够达到0.17～ 0.34,并且制冷温度更低。     

333.15 K K+,NH4+//Cl-,SO42——H2O和K+,NH4+//Cl-,SO42——(CH2OH)2-H2O体系固液相平衡

采用等温溶解法研究333.15 K体系（K⁺,NH₄⁺//Cl^-,SO₄^2--H₂O）和（K⁺,NH₄⁺//Cl^-,SO₄^2--（CH₂OH）₂-H₂O）[w（（CH₂OH）₂）=30%]的固液相平衡关系。测定了平衡溶液的溶解度数据及物化性质,包括密度、黏度、折射率、pH。根据实验数据,绘制了相应的干盐相图、水图及物化性质-组成图。实验中的物化性质（黏度、密度、折射率、pH）随J（2NH₄⁺）的变化呈现相似性规律。实验结果表明：在333.15 K下,体系（K⁺,NH₄⁺//Cl^-,SO₄^2--H₂O）和（K⁺,NH₄⁺//Cl^-,SO₄^2--（CH₂OH）₂-H₂O）[w（（CH₂OH）₂）=30%]的相图相似,均含有一个四元共饱和点,四条单变曲线及四个固相结晶区域。这两个体系均为复杂体系,存在（K,NH₄）Cl、（NH₄,K）Cl、（K,NH₄）₂SO₄、（NH₄,K）₂SO₄四种固溶体。实验所获数据和结论,可优化以硫酸盐型固体废弃物为硫酸根来源,转化法生产硫酸钾工艺。     

Densities,conductivities, and viscosities of aqueous solutions of N-hexyl,methylpyrrolidinium bromide and N-butyl,methylpyrrolidinium bromide at different temperatures

The densities, conductivities, and viscosities were measured for ternary solutions of N-hexyl, methylpyrrolidinium bromide ([PP1,6]Br)-N-butyl,methylpyrrolidinium bromide ([PP1,4]Br)-H2O and its binary...     

不同烟气组分对粉状活性焦吸附汞的影响机理

在模拟燃煤热烟气为热源和介质条件下，以准东褐煤为原料，通过一维沉降炉进行炭化活化（一步法）制备粉状活性焦，考察了活性焦对Hg⁰的吸附能力，探索了SO₂、H₂O、O₂、CO₂、H₂O+O₂、SO₂+O₂及H₂O+SO₂+O₂气氛对活性焦吸附Hg⁰的影响机理。结果表明：一步法获得的活性焦对Hg⁰具有较高的吸附性能。N₂气氛作对比，H₂O、H₂O+O₂、CO₂和SO₂气氛下抑制活性焦对Hg⁰的吸附；O₂、SO₂+O₂和H₂O+SO₂+O₂促进活性焦对Hg⁰的吸附。通过Hg 4f的XPS分析证明了不同气氛组成对活性焦吸附Hg⁰的抑制和促进机理。H₂O覆盖在活性焦活性位上和堵塞孔隙而抑制活性焦对Hg⁰的吸附；SO₂与Hg⁰在活性焦上发生竞争吸附而抑制对Hg⁰的吸附；CO₂ 吸附在活性焦微孔上而抑制对Hg⁰的吸附；O₂气氛下主要形成了HgO, SO₂+O₂气氛下Hg⁰被氧化成HgSO₃，进一步氧化成HgSO₄； H₂O+SO₂+O₂气氛下，Hg⁰被氧化成HgO和HgSO₄。     

H2O和SO2对CFB内石灰石同时煅烧/硫化反应中煅烧动力学的协同作用

采用自制恒温热重分析仪,研究了CFB工况下石灰石同时煅烧/硫化反应中H₂O和SO₂对石灰石煅烧动力学和孔结构的协同作用。煅烧环境中的H₂O能够促进石灰石的分解,但SO₂会减慢石灰石分解速度,且测试发现SO₂使煅烧后颗粒的孔容积下降,分解反应的效率因子减小。基于此提出SO₂减缓煅烧反应的机理：高温下,石灰石颗粒外层首先分解并生成多孔CaO层,其中的孔隙作为内部CaCO₃分解产生CO₂的外扩散通道,当煅烧气氛中含有SO₂时,颗粒的CaO层与SO₂反应生成CaSO₄,堵塞了CaO中的孔隙,增加了CO₂扩散的阻力,从而减缓了其分解速度。当石灰石在含有15% H₂O和0.3% SO₂的环境中分解时,其分解速度比不含二者的环境下快,而比含15% H₂O但不含SO₂的环境下慢,说明H₂O和SO₂对改变石灰石分解的速度有协同效应,但15% H₂O的作用比0.3% SO₂的作用更大。对效率因子的计算表明,该现象可能由于石灰石煅烧反应的速度控制步骤中本征反应速度的影响比扩散阻力的作用更大,而H₂O能够直接加速煅烧反应的本征速度。温度、粒径等均能够影响石灰石同时煅烧/硫化反应的中的煅烧速度。H₂O还能够促进CaO的烧结,并且H₂O和SO₂在降低石灰石煅烧产物的孔面积和孔容积上具有叠加效应。     

NH3-SCR of NO at low temperatures over sulphated vanadia on carbon-coated monoliths: Effect of H2O and SO2 traces in the gas feed

The objective of this research is to asses the impact of the addition of H₂O, SO₂, and both in the SCR of NO at low temperatures over sulphated vanadia on carbon-coated monoliths. The sulphated catalyst keeps a 100% conversion and total selectivity to N₂ in the low temperature range, i.e. 473–500 K, when either H₂O or SO₂ is added to the gas feed. However, a decline of steady state conversion and selectivity occurs when both H₂O and SO₂ are added simultaneously because H₂O speeds up the deposition of ammonium sulphate salts. This decrease of catalyst performance is reversed when the reaction is carried out under dry conditions at temperatures higher than 473 K but not at lower temperature (453 K). Thus, the catalyst has demonstrated to be a good candidate for the SCR of NO at low temperatures even in stack gases containing traces of undesired components.     

低温相变蓄热材料性能研究及在移动蓄热装置中应用

基于当前对KAl(SO₄)₂·12H₂O蓄热性能研究较少且很少有蓄热装置应用KAl(SO₄)₂·12H₂O作为相变蓄热材料的问题。对KAl(SO₄)₂·12H₂O的制备和蓄热性能进行了总结以及热力学性能分析,得出环境温度及初始温度对相变材料?效率影响较小,终止温度对?效率影响较大;当初始温度为328K,环境温度288K时,最佳终止温度为370K。同时,针对KAl(SO₄)₂·12H₂O应用于移动蓄热装置进行数值模拟,得到液相率、温度随时间的变化曲线。本文研究表明KAl(SO₄)₂·12H₂O是一种性能良好的低温蓄热材料。     

-15℃下Na+， K+， Mg2+//Cl-， NO3-， SO42——H2O体系相平衡研究

新疆卤水硝酸盐矿主要含有Na⁺、K⁺、Mg²⁺、Cl^-、NO₃^-、SO₄^2-六种离子,属于高元复杂体系,其合理利用和开发需要不同温度下的相平衡研究作为理论支撑。采用等温溶解平衡法,对Na⁺, K⁺, Mg²⁺//Cl^-, NO₃^-, SO₄^2--H₂O体系在-15℃、NaCl·2H₂O饱和条件下的相平衡进行了研究,并构建了相图。相图中有六个零变量点和八个两盐结晶区,只存在一种复盐KCl·MgCl₂·6H₂O。八个两盐结晶区,分别对应于NaCl·2H₂O+Na₂SO₄·10H₂O、NaCl·2H₂O+NaNO₃、NaCl·2H₂O+KCl、NaCl·2H₂O+KNO₃、NaCl·2H₂O+MgSO₄·7H₂O、NaCl·2H₂O+MgCl₂·8H₂O、NaCl·2H₂O+Mg(NO₃)₂·6H₂O和NaCl·2H₂O+KCl·MgCl₂·6H₂O,其中NaCl·2H₂O+Na₂SO₄·10H₂O共晶区最大,在低温时,硫酸钠的溶解度最小,降温过程中较易结晶析出。与该体系在25℃下的相图相比,复盐种类减少5种,零变量点减少19个,相关系得以极大简化。