功能化離子液體合成、物性測定及應用于酸性氣體吸收.pdf

1、礦物質(zhì)燃料燃燒引起的大氣污染已經(jīng)成為環(huán)境問題的焦點,其中尤以CO2、SO2的污染最為嚴重。它不僅引起溫室效應,而且導致酸雨、建筑物腐蝕、疾病等。傳統(tǒng)的CO2固定工藝和SO2吸收及脫硫方法有著能耗高、副產(chǎn)物難處理等問題。因此尋求一種吸收能力高、穩(wěn)定性好、不易污染環(huán)境的新型吸收劑十分必要。功能化離子液體用于酸性氣體吸收有較大發(fā)展,并有著廣泛的應用前景。
　　 本論文主要合成了五種功能化離子液體。包括一步法合成了三種胍類離子液體:1,

2、1,3,3-四甲基胍苯酚鹽([TMG][PHE])、1,1,3,3-四甲基胍咪唑鹽([TMG][IM]、1,1,3,3-四甲基胍三氟乙醇鹽([TMG][TE]),及用兩步法合成了兩種膽堿類離子液體:氫氧化膽堿苯酚鹽([CHO][PHE])和氫氧化膽堿2-甲基咪唑鹽([CHO][2-MeIM])。并利用紅外光譜(FTIR)、核磁共振(1HNMR、13CNMR)等對所合成的產(chǎn)物表征,確定了離子液體的結(jié)構。
　　 對合成的功能化離子液

3、體的粘度、密度、電導率等基本物性進行了測定。實驗表明:離子液體的密度隨溫度的升高而降低,由于離子液體幾乎無蒸汽壓,溫度的變化對其密度性質(zhì)的影響不大;離子液體粘度隨溫度升高而降低,對于陽離子結(jié)構相同的離子液體,粘度隨著陰離子體積的增大而不斷增大;離子液體電導率則是隨著溫度的升高而不斷增大。
　　 將三種胍類離子液體應用于吸收酸性氣體方面。研究了三種離子液體在不同溫度下吸收解吸SO2的行為和吸收機理。離子液體對SO2有較高的吸收量,

4、且溫度是影響SO2吸收解吸的重要因素。低溫有利于酸性氣體的吸收,高溫有利于酸性氣體的解吸。在1個大氣壓力、20℃時,三種離子液體對SO2的飽和摩爾吸收量(MsO2/MIL)在2.58～4.13之間,并且有著高吸收速率。推測其可能的吸收機理是:SO2進攻1,1,3,3-四甲基胍陽離子([TMG]+)上的-NH2,形成了新的化學鍵-SO2H。在所研究的實驗條件下,新型的胍類離子液體對SO2的吸收包括物理吸收和化學吸收,且物理吸收占主導作用。