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功能型离子液体吸收烟气中CO₂性能的实验研究

作　者: 刘维伟
导　师: 胡松
学　校: 华中科技大学
专　业: 热能工程
关键词: 功能型离子液体 CO2吸收胺基 IR/~1HNMR
分类号: X701
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

CO₂是大气中最主要的温室气体，随着温室效应的进一步蔓延，有关二氧化碳的固定/转化利用研究已经成为全世界各国普遍关注的重要课题之一。由于新型绿色功能型离子液体具有可忽略的蒸汽压，低熔点，良好的溶解能力，特定功能等一系列优良特性，因此利用功能型离子液体进行CO₂减排引起了广泛的关注。其中，胺基咪唑类离子液体是目前研究最多的功能型离子液体。本文分别采用一步合成法和两步合成法合成了8种伯胺类功能型离子液体和8种叔胺类功能型离子液体，并运用IR和1HNMR对其结构进行表征，确定合成的纯度等特性参数。常温常压条件下，对所合成的功能型离子液体在搭建的在线吸收装置上进行吸收CO₂研究，通过实验获得了吸收实验相关参数。分析比较实验结果，选择四种情况的功能型离子液体即加入60%质量分数水分的[NH2P-mim]Br，加入30%质量分数水分的[NH₂P-bim]PF₆和[（CH₃）₂NP-bim][Tf₂N]以及不加水的[（CH₃）₂NP-mim][Tf₂N]进行下一步的特性研究，同时对四种功能型离子液体再生循环特性进行了探讨。基于上述四种情况下的功能型离子液体进行模拟烟气CO₂吸收特性研究，包括探讨了温度和CO₂分压，O₂，酸性气体SO_x和NO_x等因素的影响及其机理。整体研究表明，加入30%质量分数水分的[（CH₃）₂NP-bim][Tf₂N]常温常压下CO₂饱和吸收量达到0.5707mol/mol，吸收平衡时间为25min，解吸时间为15min，循环5次后吸收效果保持在0.5079mol/mol，并且具有较强的抗氧化和耐酸性气体SO_x和NO_x能力。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
1 绪论  9-18
  1.1 离子液体概述  10-12
  1.2 功能型离子液体  12-16
  1.3 本文研究内容  16-18
2 功能型离子液体的合成及表征  18-39
  2.1 实验药品及仪器  18-19
  2.2 伯胺类功能型离子液体的合成  19-24
  2.3 叔胺类功能型离子液体的合成  24-28
  2.4 产物的结构表征  28-38
  2.5 本章小结  38-39
3 功能型离子液体吸收 CO_2 特性研究  39-59
  3.1 功能型离子液体吸收 CO_2实验装置及方法  39-42
  3.2 常温常压下功能型离子液体吸收 CO_2实验研究  42-51
  3.3 功能型离子液体吸收 CO_2情况对比分析  51-52
  3.4 功能型离子液体再生循环特性研究  52-57
  3.5 小结  57-59
4 功能型离子液体吸收烟气中 CO_2 特性研究  59-70
  4.1 温度和 CO_2分压对功能型离子液体吸收 CO_2的影响  59-61
  4.2 O_2对功能型离子液体吸收 CO_2的影响  61-64
  4.3 SOX 和 NOX 对功能型离子液体吸收 CO_2的特性研究  64-68
  4.4 结果与讨论  68-70
5 结论及下一步工作重点  70-74
  5.1 全文总结  70-72
  5.2 下一步工作重点  72-74
致谢  74-76
参考文献  76-82
附录硕士期间发表的论文  82

功能型离子液体吸收烟气中CO2性能的实验研究

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