新型哌嗪型离子液体的制备及其脱硫性能研究

发布时间：2018-01-03 10:13

本文关键词：新型哌嗪型离子液体的制备及其脱硫性能研究　出处：《浙江大学》2017年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：化石燃料燃烧所释放的二氧化硫(SO_2),是一种主要的大气污染物,其不仅严重污染了大气环境,并且极大地威胁了人类的生命健康,因此SO_2的捕集研究已经引起了全球的广泛关注。利用石灰石、氨、有机溶剂吸收等传统方法捕集SO_2,存在着明显的缺陷,因为在处理过程中会产生副产物和造成溶剂的挥发等。离子液体由于其具有独特的性质(蒸气压极低、液程范围宽、热稳定性和化学稳定性高、耐燃性和可调节性)已经成为捕集SO_2的良好吸收剂。本论文设计、合成并表征了一类新型哌嗪型双功能化离子液体,包括单阴离子型离子液体和双阴离子型离子液体。实验表明由于双阴离子型离子液体的阳离子对称性很高,因此其在室温下呈固态。在本论文中我们着重研究了单阴离子型离子液体的部分性质和脱硫性能。此外,为了研究不同的阴离子和阳离子对离子液体碱性的影响,我们还合成了季膦型离子液体,并通过核磁共振氢谱和碳谱及傅里叶红外表征离子液体的结构。为了阐明离子液体的结构、碱性及其捕集酸性气体性能三者之间的内在联系,我们以吡咯为探针分子,通过核磁位移的方法定性地测量了哌嗪型和季膦型离子液体的碱性,并探究了其捕集CO_2的性能。实验表明离子液体的碱性和其捕集CO_2的能力之间呈正相关,并且与阴离子相比较,阳离子对离子液体碱性的影响较小。我们将合成的哌嗪型离子液体应用于SO_2捕集的实验中,在70℃c和SO_2压力为100 kPa时,1 mol [C2C1C14pi][Triz]能够吸收2.28 mol SO_2,核磁共振氢谱和碳谱及傅里叶红外表明,该类离子液体之所以有较高的S02吸收容量是因为阴阳离子均可以通过化学作用吸收SO_2,这显示出哌嗪型离子液体在SO_2气体捕集领域中有较大的应用潜力。总的来说,本论文使用吡咯探针~1H NMR法对合成的季膦型离子液体和哌嗪型双功能化离子液体的碱性进行了表征,研究了阴离子和阳离子对离子液体碱性的影响。随后探究了哌嗪型离子液体的脱硫性能,正是由于该类离子液体中阳离子上的叔胺和唑类阴离子都可以通过化学作用捕集SO_2,因此其在高温下展现出优良的脱硫性能,这为高温下离子液体捕集酸性气体提供了新思路和新方法。
[Abstract]:A new type of piperazine type ionic liquid has been synthesized and characterized by NMR spectroscopy and carbon spectrum and Fourier transform infrared spectroscopy .

【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：O645.1

【参考文献】