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化学吸收法捕捉CO₂的初步研究

作　者: 韩丹
导　师: 张崇民
学　校: 辽宁科技大学
专　业: 冶金物理化学
关键词: CO2捕捉离子液体醇胺溶液捕捉剂
分类号: X51
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 29次
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内容摘要

由于大气中CO₂气体含量的增加而引起的“全球气候变暖”问题,已经引起了全世界的关注。众多的研究发现化学吸收法已经被广泛应用,成为吸收和解吸CO₂的研究热点之一。本文在捕捉剂的配制、捕捉剂的吸收和解吸CO₂以及捕捉剂性质的测定等方面进行初步研究,主要的内容如下:（1）采用常规回流法配制中间体和功能化离子液体,利用红外光谱的吸收谱带表明离子液体的相应结构。（2）在不同温度下,采用不同捕捉剂进行了对CO₂的吸收和解吸,并对捕捉剂性能进行了表征。在此基础上,分别测定了不同捕捉剂吸收CO₂反应的速率,得出了相应吸收反应的级数。由吸收量可以看出,在本工作的实验温度范围内,45%三乙醇胺溶液+10%中间体离子液体的混合水溶液随温度的升高减少量最小,说明其在高温条件下具有较高的吸收CO₂的稳定性。（3）应用Autolab电化学工作站对配成的不同捕捉剂进行了腐蚀电流测试,分析了不同捕捉剂的腐蚀性能。实验结果表明,加入中间体离子液体的醇胺水溶液的腐蚀性能相对较低,而其中腐蚀电流最低的是20%三乙醇胺+10%中间体离子液体的水溶液。（4）对不同捕捉剂的CO₂吸收反应进行了动力学计算,求得了相应吸收反应的表观活化能和频率因子并在不同组合的捕捉剂吸收反应间进行了比较。

全文目录

中文摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
1. 文献综述  8-20
  1.1 研究背景  8-9
  1.2 CO_2 的固定  9-10
  1.3 醇胺类溶液吸收CO_2 的发展以及吸收机理  10-13
    1.3.1 醇胺溶液吸收CO_2 的发展  10-12
    1.3.2 醇胺类溶液吸收CO_2 机理  12-13
  1.4 离子液体吸收CO_2 的发展以及吸收机理  13-16
    1.4.1 常规离子液体吸收CO_2 的发展  13-14
    1.4.2 功能化离子液体吸收CO_2 的发展  14-15
    1.4.3 高分子离子液体吸收CO_2 的发展  15-16
  1.5 离子液体的概况  16-19
    1.5.1 离子液体的定义  16
    1.5.2 离子液体的发展  16-17
    1.5.3 离子液体的性质  17-19
    1.5.4 离子液体展望  19
  1.6 本论文的研究内容及意义  19-20
2. 实验方法  20-23
  2.1 主要的实验仪器  20-21
  2.2 测试方法的原理  21-22
    2.2.1 白金板法表面张力仪  21
    2.2.2 旋转粘度计  21-22
    2.2.3 Autolab 仪器的使用  22
  2.3 测试液体的表征  22-23
3.离子液体的合成  23-29
  3.1 实验方案  23-25
    3.1.1 实验药品  23-24
    3.1.2 实验装置  24-25
  3.2 常规回流法合成离子液体中间体  25-26
  3.3 常规回流法合成功能化离子液体  26-27
  3.4 中间体与功能化离子液体的红外表征  27-28
    3.4.1 中间体的红外表征  27-28
  3.5 本章小结  28-29
4.捕捉剂吸收和解吸CO_2  29-49
  4.1 吸收与解吸CO_2 装置图  29
  4.2 不同捕集剂吸收和解吸CO_2  29-32
  4.3 捕捉剂吸收质量浓度随时间的变化  32-33
  4.4 捕捉剂表面张力的变化  33-34
  4.5 捕捉剂粘度  34-37
    4.5.1 粘度随温度的变化  34-36
    4.5.2 粘度随吸收时间的变化  36-37
  4.6 腐蚀电流的测试  37-40
  4.7 反应级数、活化能和频率因子的计算  40-48
    4.7.1 不同捕捉剂反应级数的确定  40-44
    4.7.2 捕捉剂的活化能和指前因子的确定  44-48
  4.8 本章小结  48-49
5. 结论  49-50
参考文献  50-54
附录  54-78
致谢  78

化学吸收法捕捉CO2的初步研究

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