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。     

1-氨丙基-3-甲基咪唑溴功能型离子液体对CO2的吸收性能

1-氨丙基-3-甲基咪唑溴盐([APMIm])对CO₂等酸性气体具有较强的选择性吸收性能,在能源及环保领域有较好应用前景。运用等容饱和吸收法在高压不锈钢反应釜中测得CO₂在3种不同含水量的1-氨丙基-3-甲基咪唑溴盐水溶液中的溶解度数据,实验的温度范围为278.15~348.15 K,实验压力由低于大气压到最高6.5 MPa。实验结果表明,当水的质量分数达到60.84%以上,离子液体水溶液吸收CO₂的能力和速率才会得到显著提升。尤其值得注意的是,在278.15 K、120 kPa达到吸收平衡时,CO₂在含水质量分数为60.84%的1-氨丙基-3-甲基咪唑溴盐水溶液中的溶解度达到0.459 mol CO₂ ·(mol IL)^-1,接近理论最大吸收值0.5 mol CO₂·(mol IL)^-1。在较高压力下(3.9 MPa)最大CO₂吸收量为1.894 mol CO₂·(mol IL)^-1。     

离子液体1-氨丙基-3-甲基咪唑溴盐对CO_2吸收的应用研究

利用静态吸收法研究了体系温度、初始压强和离子液体质量分数对亲水性离子液体1-氨丙基-3-甲基咪唑溴盐[1-NH2-C3mim][Br]吸收CO2的影响。优化的吸收工艺条件为:离子液体的质量分数50%,体系温度303.15 K,体系初始压强为165.64 kPa。同时,文中摸索了吸收剂的"两段式"真空再生条件,第1段再生温度321.15 K,30min,第2段再生温度343.15 K,10 min,结果表明:该离子液体吸收CO2吸收效果良好,并且再生后的离子液体,吸收性能稳定不变,可反复使用。     

咪唑基离子液体[C18MIM][Br]对PP结构与性能的影响

通过熔融共混制备聚丙烯(PP)/溴化-1-十八烷基-3-甲基咪唑[C18MIM][Br]共混物,并对其结构与性能进行表征与测试。结果表明,[C18MIM][Br]在PP基体中具有良好的分散性,对PP具有一定的增塑与润滑作用;其能明显提升PP的韧性。     

超临界法制备离子液体1-丁基-3-甲基咪唑溴化盐

以超临界CO2为溶剂,由N-甲基咪唑和溴代正丁烷制备了标题化合物,并采用超临界CO2萃取的方法纯化产物.考察了超临界CO2温度、压力和时间对反应产率及对未反应的溴代正丁烷的萃取率的影响.产物的结构和纯度通过1HNMR表征.     

1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐离子液体的合成及溶解性能的研究

以N-甲基咪唑和溴乙烷为原料,合成中间体[Emim]Br,讨论原料配比、溶剂、反应时间和反应温度对[Emim]Br产率的影响,最高产率为94.63%。四氟硼酸钠与中间体[Emim]Br以等摩尔比进行反应,确定最优的合成条件,在最佳合成条件下目标离子液体的转化率为94.45%。浊点法测定溶解度表明甲苯等溶剂在[Emim]BF4离子液体中有较好的溶解性能。     

溶析结晶法在离子液体[ C5mim][OAc]合成中的应用

研究了用溶析结晶法辅助合成一种新型的碱性离子液体:1-甲基-3-戊基咪唑醋酸盐([C5mim] [OAc]),并通过1HNMR进行了表征.合成[c5mim][ OAc]所需中间体溴代1-甲基-3-戊基咪唑[C5mim][ Br],因其凝固点很低给重结晶纯化带来了难度.基于这一点,本文提出了用二次去离子水作为析出剂进行离...     

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...     

[aP4443][Gly]-H2O两元体系物性测定及CO2吸收性能

采用两步法合成了双氨基功能化季鏻类离子液体3-丙胺基-三丁基鏻甘氨酸盐([aP4443][Gly])、3-丙氨基-三丁基鏻丙氨酸盐([aP4443][Ala])和3-丙氨基-三丁基鏻缬氨酸盐([aP4443][Val]),研究了[aP4443][Gly]与水构成的两元体系的粘度和电导率的变化. 结果表明,在298.15~343.15 K温度范围内,随阴离子烷基链增长离子液体粘度增大、电导率减小;随温度升高、含水量增加,[aP4443][Gly]-H2O两元体系的粘度减小、电导率增大. CO2吸收实验表明,添加水后离子液体[aP4443][Gly]对CO2的吸收速率均提高;当水摩尔分数小于0.50时,饱和吸收量增大;当水摩尔分数从0.50增大到0.75时,饱和吸收量减小,说明添加适量水可大幅改善[aP4443][Gly]吸收CO2的行为.     

[Bmim][Br3]与羰基化合物的选择性溴化反应研究

研究了离子液体三溴化1-丁基-3-甲基咪唑[Bmim][Br3]对2-戊酮、4-甲基苯乙酮、4-甲氧基苯乙酮、6-甲氧基-2-乙酰基萘、2,2,5,5-4-甲基-3-已酮、环辛酮、环十二酮、丁醛等羰基化合物的α-溴化反应.在无催化剂、溶剂条件下,三溴化1-丁基-3-甲基咪唑[Bmim][Br3]对以上几种羰基化合物溴化,高产率、高选择性地得到α-溴化产物,产率为88%～94%.实验结果表明,在离子液体[Bmim][Br3]存在下,溴化反应不仅速度较快、温度缓和、操作简便,而且产物的产率高,易分离,对环境更友好.     

胆碱脯氨酸/RTILs支撑液膜的CO2/N2分离性能

选用不同种类的室温型离子液体（RTILs）与胆碱脯氨酸离子液体进行混合分别制得[Choline][Pro]/[EMIm][N（CN）₂]、[Choline][Pro]/[bmim][PF₆]以及[Choline][Pro]/[HMIm][NTf₂]混合离子液体,并将其应用于离子液体支撑液膜（SILMs）。考察操作温度、操作压差、RTILs种类和含量对SILMs分离CO₂/N₂性能的影响。结果表明胆碱脯氨酸/RTILs系列SILMs的CO₂通量在343.3～1936.9 barrer之间变化并且CO₂/N₂选择性为10.3～34.8。对CO₂膜过程内在机制探索表明随着[HMIm][NTf₂]离子液体在混合离子液体中比例的增加,总阻力1/K_m会呈现先降低后升高的趋势。与实验现象中随着[HMIm][NTf₂]离子液体在混合离子液体中比例的增加CO₂先升高后降低相符。     

功能型离子液体的合成表征及CO2吸收性能

合成了两种传统型离子液体［bmim］BF₄和［emim］BF₄及含有胺基和羟基的功能型离子液体［NH₂P-mim］Br、［NH₂-e-mim］BF₄、［OH-e-mim］Br,并对合成的离子液体进行IR和¹H NMR表征。常温常压条件下,对所合成的离子液体开展CO₂吸收性能实验,发现胺基改性离子液体［NH₂P-mim］Br、［NH₂-e-mim］BF₄和羟基改性离子液体［OH-e-mim］Br的CO₂饱和吸收量分别是常规离子液体的3～9倍和1～2倍,且含有乙基官能团的离子液体吸收平衡时间普遍较短。最终探讨了温度、CO₂分压等对功能型离子液体吸收CO₂过程的影响。     

Optimization of [Bmim][HSO4]-Catalyzed Transesterification of Camelina Oil

1-Butyl-3-methylimidazolium hydrogen sulfate ([Bmim][HSO₄]) is utilized to catalyze transesterification of camelina oil with methanol. The major compositions of camelina biodiesel are saturated fatty acid esters (C16:0, C18:0), monounsaturated, and polyunsaturated fatty acid esters (C18:2, C18:3). The effects of reaction temperature, reaction time, M_methanol:M_{Camelina oil}, and M_[Bmim][HSO4]:M_{Camelina oil} on biodiesel production are investigated in detail, and a general mathematical model is developed to well predict the biodiesel yield. Also, [Bmim][HSO₄] is thermally stable to recycle for four times with a high biodiesel yield. The fuel properties of camelina biodiesel are all comparable to the American Society for Testing Materials (ASTM) standards.     

[NH2-emim]Br/[Bmim]BF4离子液体中二氧化碳的电化学还原

以2-溴乙胺氢溴酸和N-甲基咪唑盐为原料合成了氨基功能化离子液体1-（2-胺乙基）-3-甲基咪唑溴盐（[NH₂-emim]Br）,用¹H NMR和IR对所制备的离子液体进行了表征,测得25℃下[NH₂-emim]Br的黏度26.691 Pa·s、电导率0.1130 mS·cm^-1,CO₂的溶解饱和度82%（摩尔分数）,将不同含量的[NH₂-emim]Br与[Emim]BF₄、[Bmim]BF₄、[Bmim]PF₆组成二元复合离子液体,并用于CO₂电化学还原研究,循环伏安研究表明,CO₂在[NH₂-emim]Br（0.5%）-[Bmim]BF₄复合离子液体中的还原峰电位较[Bmim]BF₄正移0.4 V,还原峰电流增大9倍,黏度降低为0.08227 Pa·s,电导率增大至1.317 mS·cm^-1,是一种较好的CO₂电化学还原离子液体体系。     

Solubility and thermodynamics of lamotrigine in ternary mixtures of ionic liquids ([OMIm][Br]+[HMIm][Br]+water) at different temperatures

Experimental mole fraction solubility of lamotrigine (LTG) in ternary aqueous mixtures of two ionic liquids (ILs), 1-hexyl and 1-octyl-3-methylimidazolium bromide,[HMIm][Br] and [OMIm][Br] were reported at several temperatures T=(293.15 to 313.15) K. The van't Hoff and (Jouyban-Acree-van't Hoff, E-Jouyban-Acree-van't Hoff, e-NRTL, UNIQUAC and Wilson) models were used to correlate the solubility data. The comparison of the models with temperature and solvent composition dependencies shows that the Wilson model has the minimum ARD which are relatively close to those obtained from Jouyban-Acree-van't Hoff and E-Jouyban-Acree-van't Hoff models and maximum ARD belonged to the UNIQUAC model. The order of ARDs for these models is:Wilson < Jouyban-Acree-van't Hoff, E-Jouyban-Acree-van't Hoff < e-NRTL < UNIQUAC. Moreover, the apparent thermodynamic functions, Gibbs free energy, enthalpy and entropy of dissolution and mixing were calculated based on the van't Hoff and Gibbs free energy equations. The strong LTG-ILs interactions and enthalpic contribution of the dissolution process resulted from the calculated thermodynamic functions.     

Gas–liquid mass‐transfer properties in CO2 absorption system with ionic liquids

The deficiency of mass‐transfer properties in ionic liquids (ILs) has become a bottleneck in developing the novel IL‐based CO₂ capture processes. In this study, the liquid‐side mass‐transfer coefficients (k_L) were measured systematically in a stirred cell reactor by the decreasing pressure method at temperatures ranging from 303 to 323 K and over a wide range of IL concentrations from 0 to 100 wt %. Based on the data of k_L, the kinetics of chemical absorption of CO₂ with mixed solvents containing 30 wt % monoethanolamine (MEA) and 0–70 wt % ILs were investigated. The k_L in IL systems is influenced not only by the viscosity but also the molecular structures of ILs. The enhancement factors and the reaction activation energy were quantified. Considering both the mass‐transfer rates and the stability of IL in CO₂ absorption system, the new IL‐based system MEA + [bmim][NO₃] + H₂O is recommended. © 2014 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 60: 2929–2939, 2014     

肉桂酸型离子液体的合成及其二氧化碳吸收

合成了一系列肉桂酸型功能化离子液体,研究了其CO₂ 吸收性能。结果表明,肉桂酸型功能化离子液体吸收二氧化碳性能良好,其阴离子苯环上的取代基会影响CO₂ 吸收性能。随着温度的升高和压力的降低,其CO₂吸收性能都会降低。同时,该离子液体具有很好的循环稳定性,经过5 次吸收脱附循环,该离子液体仍能保持较高的CO₂ 吸收量。结合红外光谱和其低浓度下CO₂ 的吸收研究发现肉桂酸型离子液体吸收CO₂ 存在着化学作用。     

负载型离子液体吸附分离CO2的研究现状及展望

人口增长与全球工业化的加速发展促使化石能源需求量逐年递增,由此导致大气中二氧化碳（CO₂）含量快速上升并引发了全球系列气候问题,“碳达峰·碳中和”背景下的CO₂减排刻不容缓。传统工业捕集CO₂方法由于能耗高、选择性较差、溶剂损耗大等问题限制了其大规模推广应用,离子液体因其极低挥发性、强的气体亲和性、可调的结构性质等特点在CO₂捕集分离领域逐渐显示出独特优势,但离子液体特别是功能化后通常黏度较高或室温呈固态,导致气液传质效果差或无法直接应用于吸收分离过程。负载型离子液体兼具离子液体和多孔材料的共同优势,不仅能提升选择性分离效果,有效避免离子液体直接吸收造成的高黏度,还可拓展离子液体应用范围,具有广阔的发展前景。重点总结了近些年物理和化学负载型离子液体在CO₂吸附分离方面的研究现状和进展,并对负载型离子液体捕集分离CO₂研究的发展趋势进行了展望。     

负载型离子液体吸附分离CO2的研究现状及展望

人口增长与全球工业化的加速发展促使化石能源需求量逐年递增,由此导致大气中二氧化碳（CO₂）含量快速上升并引发了全球系列气候问题,“碳达峰·碳中和”背景下的CO₂减排刻不容缓。传统工业捕集CO₂方法由于能耗高、选择性较差、溶剂损耗大等问题限制了其大规模推广应用,离子液体因其极低挥发性、强的气体亲和性、可调的结构性质等特点在CO₂捕集分离领域逐渐显示出独特优势,但离子液体特别是功能化后通常黏度较高或室温呈固态,导致气液传质效果差或无法直接应用于吸收分离过程。负载型离子液体兼具离子液体和多孔材料的共同优势,不仅能提升选择性分离效果,有效避免离子液体直接吸收造成的高黏度,还可拓展离子液体应用范围,具有广阔的发展前景。重点总结了近些年物理和化学负载型离子液体在CO₂吸附分离方面的研究现状和进展,并对负载型离子液体捕集分离CO₂研究的发展趋势进行了展望。