溫室氣體減排被認(rèn)為是減緩全球氣候變暖的關(guān)鍵因素,這使得CO2減排技術(shù)的研發(fā)成為氣候和環(huán)境領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)課題之一。功能化離子液體被認(rèn)為是一種極具應(yīng)用前景的CO2吸收劑,但存在制備工藝復(fù)雜、粘度大、吸收容量不足、再生能耗高、水溶液易降解腐蝕和熱穩(wěn)定性差等問(wèn)題。為此,本論文開展了多位點(diǎn)功能化離子液體CO2吸收劑的研制,開發(fā)出了三類新型多位點(diǎn)功能化離子液體吸收劑。在此基礎(chǔ)上,詳細(xì)探討了多位點(diǎn)功能化離子液體捕集CO2過(guò)程中的反應(yīng)機(jī)理及普遍存在的相變形成機(jī)理。論文的主要研究成果如下:(1)采用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、廉價(jià)易得的多氨基有機(jī)胺作為陽(yáng)離子供體,通過(guò)一步中和反應(yīng)制得具有多個(gè)反應(yīng)位點(diǎn)的陽(yáng)離子氨基功能化離子液體,并將其與無(wú)水助溶劑混合使用來(lái)降低粘度,同時(shí)緩解水溶液中存在的腐蝕、降解以及再生能耗高的問(wèn)題。通過(guò)系統(tǒng)研究不同助溶劑、陰離子、含水率、溫度等條件下的CO2捕集性能,發(fā)現(xiàn)[DETAH]Br在PEG200溶液中的吸收性能可達(dá)1.184 molCO2/mol IL;50℃時(shí),吸收后的溶液粘度僅為83.2mPa?s,明顯低于很多其他功能化離子液體。通過(guò)重點(diǎn)考察助溶劑和陰離子結(jié)構(gòu)對(duì)相變形成的影響以及氧化降解腐蝕...

【文章頁(yè)數(shù)】：220 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
1 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究概況
        1.2.1 二氧化碳分離技術(shù)
        1.2.2 離子液體捕集二氧化碳研究現(xiàn)狀
        1.2.3 相變?nèi)軇┪斩趸佳芯楷F(xiàn)狀
    1.3 研究目的與意義
    1.4 課題來(lái)源、研究?jī)?nèi)容及技術(shù)路線
        1.4.1 課題來(lái)源
        1.4.2 研究?jī)?nèi)容
        1.4.3 技術(shù)路線
2 陽(yáng)離子氨基功能化離子液體捕集二氧化碳實(shí)驗(yàn)及機(jī)理研究
    2.1 前言
    2.2 實(shí)驗(yàn)部分
        2.2.1 實(shí)驗(yàn)所用試劑與儀器
        2.2.2 實(shí)驗(yàn)所用的表征與測(cè)試方法
        2.2.3 離子液體的合成方法
        2.2.4 二氧化碳吸收與解吸的實(shí)驗(yàn)裝置及方法
        2.2.5 離子液體捕集二氧化碳的性能評(píng)價(jià)方法
        2.2.6 離子液體的結(jié)構(gòu)表征
    2.3 離子液體的二氧化碳捕集性能研究
        2.3.1 助溶劑對(duì)二氧化碳吸收性能的影響
        2.3.2 離子液體的陰離子對(duì)二氧化碳吸收性能的影響
        2.3.3 離子液體含水率對(duì)二氧化碳吸收性能的影響
        2.3.4 反應(yīng)溫度對(duì)離子液體吸收二氧化碳性能的影響
        2.3.5 [DETAH]Br-PEG200體系捕集二氧化碳的再生循環(huán)性能分析
    2.4 [DETAH]Br-PEG200體系的氧化降解和腐蝕性分析
        2.4.1 加劇吸收體系腐蝕性的主要物質(zhì)及相關(guān)反應(yīng)
        2.4.2 相變形成對(duì)吸收體系腐蝕性的影響
        2.4.3 Br-加劇吸收體系腐蝕性的可能性
        2.4.4 二氧化碳吸收量對(duì)吸收體系腐蝕性的影響
        2.4.5 水分含量對(duì)吸收體系腐蝕性的影響
        2.4.6 氧氣對(duì)吸收體系腐蝕性的影響
        2.4.7 吸收體系的氧化降解性能分析
        2.4.8 吸收體系的氧化降解性能與腐蝕性之間的關(guān)系
        2.4.9 吸收體系的腐蝕性和氧化降解性能探討
    2.5 [DETAH]Br-PEG200體系的二氧化碳捕集機(jī)理及相變形成機(jī)理研究
        2.5.1 離子液體的結(jié)構(gòu)
        2.5.2 紫外光譜分析(UV)
        2.5.3 紅外光譜(ATR-IR)分析
        2.5.4 核磁共振分析(¹³C NMR)
        2.5.5 吸收產(chǎn)物的物相和形貌分析
        2.5.6 陰離子的穩(wěn)定作用分析
        2.5.7 [DETAH]Br-PEG200體系的二氧化碳捕集機(jī)理及相變形成機(jī)理推測(cè)
    2.6 本章小結(jié)
3 陰陽(yáng)離子同時(shí)氨基功能化離子液體捕集二氧化碳實(shí)驗(yàn)及機(jī)理研究
    3.1 前言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
        3.2.1 實(shí)驗(yàn)所用試劑與儀器
        3.2.2 實(shí)驗(yàn)所用的表征與測(cè)試方法
        3.2.3 離子液體的合成方法
        3.2.4 二氧化碳吸收和解吸的實(shí)驗(yàn)方法
        3.2.5 離子液體的結(jié)構(gòu)信息
    3.3 離子液體的物理化學(xué)性質(zhì)分析
        3.3.1 粘度分析
        3.3.2 電導(dǎo)率分析
    3.4 離子液體的二氧化碳捕集性能研究
        3.4.1 離子液體在不同助溶劑中的二氧化碳捕集性能
        3.4.2 不同濃度的離子液體吸收劑的二氧化碳捕集性能
        3.4.3 離子液體在不同溫度條件下的二氧化碳捕集性能
        3.4.4 離子液體與MDEA混合溶液的二氧化碳捕集性能
        3.4.5 [DETAH][Trp]-PEG200體系的再生循環(huán)性能
    3.5 [DETAH][Trp]捕集二氧化碳的機(jī)理研究
    3.6 本章小結(jié)
4 氨基和酚基功能化離子液體捕集二氧化碳實(shí)驗(yàn)及機(jī)理研究
    4.1 前言
    4.2 實(shí)驗(yàn)部分
        4.2.1 實(shí)驗(yàn)所用試劑與儀器
        4.2.2 實(shí)驗(yàn)所用的表征與測(cè)試方法
        4.2.3 離子液體的合成方法
        4.2.4 二氧化碳的吸收與解吸實(shí)驗(yàn)裝置及方法
        4.2.5 離子液體的結(jié)構(gòu)信息
    4.3 離子液體及其吸收劑的物理化學(xué)性質(zhì)分析
        4.3.1 密度分析
        4.3.2 粘度分析
        4.3.3 電導(dǎo)率分析
    4.4 離子液體的二氧化碳捕集性能研究
        4.4.1 非水助溶劑對(duì)離子液體捕集二氧化碳性能的影響
        4.4.2 離子液體-助溶劑體系在不同溫度條件下的二氧化碳捕集性能
        4.4.3 不同濃度的離子液體溶液的二氧化碳捕集性能
        4.4.4 離子液體-助溶劑體系的粘度變化及吸收性能對(duì)比
        4.4.5 離子液體與MDEA混合溶液的二氧化碳捕集性能
        4.4.6 離子液體-PEG200體系的再生循環(huán)性能分析
    4.5 氨基和酚基功能化離子液體捕集二氧化碳的機(jī)理研究
        4.5.1 紅外光譜分析(ATR-IR)
        4.5.2 核磁共振分析(¹³C NMR)
        4.5.3 無(wú)水吸收體系的相變分析
    4.6 本章小結(jié)
5 總結(jié)與展望
    5.1 主要結(jié)論
    5.2 論文的創(chuàng)新點(diǎn)
    5.3 不足之處與擬改進(jìn)的建議
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄1 攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的主要論文
附錄2 攻讀博士學(xué)位期間參與的課題研究情況
附錄3 緒論部分涉及的離子液體的中英文名稱、縮寫及結(jié)構(gòu)式



本文編號(hào)：3812954