吡啶类离子液体材料设计及酸性气体分离的研究

发布时间：2021-12-29 11:12

　　随着社会经济的不断发展,煤、石油、天然气等化石燃料的消耗量持续增加,天然气是一种可替代煤和石油的清洁能源,但天然气中含有大量的酸性气体H₂S、CO₂等,这些气体会对环境造成严重问题如气候变暖和酸雨。此外H₂S是一种剧毒且腐蚀性的气体,CO₂的存在会降低燃气的热值,因此有效分离和净化这些酸性气体尤为重要。离子液体（ILs）因为低挥发性、高溶解性、结构可调及热稳定性好等优点,已成为气体分离领域备受关注的一类新型吸收剂。目前离子液体在气体吸收方面已有了广泛的研究,但依旧存在粘度大,成本高、工艺复杂等问题,因此针对这些问题设计吸收量较高、粘度和成本较低的吸收剂是至关重要的。本文着重围绕H₂S和CO₂两种酸性气体,设计开发了吡啶类离子液体,研究了离子液体物理化学性质、结构与性能关系、吸收机理,在此基础上进行新型吸收-吸附复合材料的设计,进一步提高气体的吸收性能,主要研究内容如下:（1）吡啶类离子液体的合成表征及物性测定。采用两步法合成了一系列阳离子包括[C_... 

【文章来源】：郑州大学河南省 211工程院校

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

阳离子上氨基功能化的离子液体与CO:的反应机理

阴离子上氨基酸离子液体与COz的反应机理

实现了等摩尔吸收，吸收机理如图 1.2 所示。图 1.2 阴离子上氨基酸离子液体与 CO2的反应机理Figure 1.2 Reaction mechanism of CO2with amino functional ionic liquids on the anion除了单独在离子液体的阳离子或阴离子上引入氨基外，有研究学者也开展了在阴阳离子中分别引入氨基官能团对 CO2的捕集和分离进行研究。Zhang 等[67]合成了阴、阳离子上均含有氨基的功能化离子液体（[aP4443][AA]），发现每摩尔双氨基功能化的离子液体可吸收 1 摩尔 CO2，理论上这类双氨基离子液体可以吸收 1.5 摩尔的 CO2（因为阴阳离子上的氨基与 CO2分别遵循摩尔比为 2：1和 1：1 的原理），但实验结果远达不到理论值。对于这种现象可能是因为阴离子上氨基与 CO2按 1：1 的反应是不稳定的，进一步与 CO2按 2：1 反应。图 1.3显示了双氨基功能化离子液体与 CO2的反应机理。

【参考文献】：
期刊论文
[1]离子液体吸收分离SO2[J]. 侯玉翠,任树行,吴卫泽.  化学进展. 2011(10)
[2]《京都议定书》和碳排放权分配问题[J]. 王伟中,陈滨,鲁传一,吴宗鑫.  清华大学学报(哲学社会科学版). 2002(06)
[3]硫化氢吸收净化技术研究进展[J]. 张家忠,易红宏,宁平,郝吉明.  环境污染治理技术与设备. 2002(06)

硕士论文
[1]高比表面积活性炭的制备及其初步应用[D]. 蒋宝城.大连理工大学 2008



本文编号：3556010