胆碱类离子液体制备及CO2吸收性能研究文献综述

 2021-09-25 01:04:57

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近年来,由于工业过程的迅速发展,CO2的排放量正在逐渐增加,其中,电厂排放的CO2占据了整个化石燃料燃烧排放量的70%[1],过量的CO2带来了严重的环境问题温室效应,这对人类的生存环境和生态平衡造成了严重危害,同时CO2作为一种化工原料,可以转化为有用的有机物,在工业上也有一定的应用[2],因此,如何高效捕集CO2一直是研究的热点问题。

目前,醇胺法是应用最为广泛的CO2捕集方法,它主要通过化学反应的方法达到脱除CO2的目的,吸收效率和容量均较大,但是醇胺的高挥发性、腐蚀性强、再生能耗高[3-5]的特点导致了其对环境的污染大、设备腐蚀严重以及CO2捕集成本升高等问题,这就使得醇胺法越来越不能适应现代工业的需求。

因此,一种难挥发、再生能耗低、腐蚀性低、设备投资成本低的吸收剂对于CO2捕集来说是相当重要的。

离子液体,又称为室温离子液体(room temperature ionic liquids),是一类在室温或接近室温(<100℃)呈液体状态的,通常完全由体积相对较大、不对称的有机阳离子和体积相对较小的无机阴离子通过库伦力组合而成的物质,以其不挥发、低熔点(可达约-100℃)、宽液程、强的静电场、宽的电化学窗口、良好的导电与导热性、良好的透光性和高折射率、高比热容与储能、高热稳定性,选择性溶解力与可设计性等[6]优点越来越受到人们的关注,并在绿色化学和工程化学中起到越来越重要的作用。

1999年,la.blanchard等首次报道了离子液体([c4mim][pf6])吸收co2的研究,从而促使碳捕集研究者开始致力于寻求一类恰当的离子液体作为传统吸收剂的替代物[7]。

研究发现,传统离子液体吸收co2一般是通过物理吸收机理进行的,传统离子液体的co2脱除效率远低于传统化学吸收剂的co2脱除效率。

基于上述原="" 因,一些学者提出采取对离子液体进行功能化的方式来改善离子液体的co2吸收特性。

离子液体功能化的一种方式是对阴离子进行胺基改性,比如[nh2p-bim][8-10],另一种方式是在阴离子上添加官能团[11-12]。

bates等首次通过将一级胺官能团与一个咪唑阳离子进行共价键化合形成了功能离子液体[nh2p-bim="" ][="" bf4="" ][13],并提出了该离子液体与co2反应的相关机理,类似于传统有机胺与co2间的反应机理="" 。

该方法被证实可显著提高传统离子液体的co2吸收能力,因此得到了广泛关注。

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