毕业论文课题相关文献综述

文 献 综 述1、 课题背景近年来，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。

2、离子液体离子液体，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。

jennifer[7]等研究表明：25℃、10="" bar条件下，co2在[bmim][pf6]="" 中的摩尔分率达到0.15，明显优于ch4、ar、o2（摩尔分率约为0）等气体，="" jessica[8]等通过比较不同气体在甲醇、乙醇、苯、[hmpy][tf2n]中的溶解度发现：co2在传统溶剂中溶解度较小，相反在[hmpy][tf2n]离子液体中的溶解度为o2、n2、ch4等气体的3-5倍，这也是离子液体能够用于co2分离的前提，li[9]等也测定了不同压力、温度、组成下co2在氯化胆碱-尿素共熔物中溶解度，然而离子液体对的物理吸收在常温常压下通常难以进行，当要求co2吸收量较高时，气体中co2的分压往往很高，吸收条件比较苛刻，因此，越来越多的研究集中在离子液体对co2的化学吸收。

="" 3、氨基功能的离子液体="" 氨基功能离子液体是一类具有功能性基团（-nh2）的离子液体，kenta="" fukumoto[10]等通过20种天然氨基酸制备氨基离子液体，并测定了离子液体的物性数据，该类离子液体通过-nh2与co2进行作用而达到脱除的目的，由于过程是化学吸收，因此无论从吸收速率还是选择性方面都比较高，li[11]等通过胆碱和l-脯氨酸制备了[choline][pro]离子液体，该类离子液体在co2吸收速率、吸收平衡量方面相对于常规离子液体具有很大的优势，同时在常压的条件下达到吸收平衡、在氮气吹扫的条件下进行解吸，gurkan等研究表明磷基氨基酸类离子液体可以与co2进行摩尔比1:1反应，这相对于其余功能离子液体甚至醇胺溶剂都很高，因此氨基功能离子液体是一类很有潜力co2吸收溶剂。

li[11]等通过在离子液体中加入聚乙二醇（peg）稀释剂以减小离子液体的粘度，使得co2的吸脱附速率有了很大的提高，ren[12]等制备出拥有3-4个功能基团（-nh2）的离子液体并将其负载在多孔的硅胶表面，使得气液接触的界面明显增加，离子液体无论在吸脱附速率还是在吸收的平衡量方面均有了很大的提高，因此，一种高效的吸收剂、高效的载体对于的吸收就显得很有必要。

由于生物甲烷中经常存在着h2o、nh3、h2s等气体，这些气体的存在对于离子液体吸收剂的影响较大，su[13]等研究表明h2o的存在使得在氯化胆碱/尿素生共溶剂的溶解度减小，而也有一些研究表明h2o的存在对于离子液体吸收是co2有利的，jou[14]等研究表明h2s在[bmim][pf6]离子液体中的也具有很高的溶解性，zhang[15]等研究了负载离子液体对so2的吸收性能，因此，氨基功能离子液体对酸性气体有很好的吸收作用。

="" 然而，离子液体目前存在着两高一低的问题，即粘度高、价格高，吸收速率低，胆碱氨基酸类离子液体[choline][pro]通过胆碱、氨基酸两种物质制得，与传统离子液体相比，不但原料来源广泛，价格低廉，而且无毒无害，因此该类离子液体有一定的应用前景，韩布兴[11]等通过将[choline][pro]分散在聚乙二醇200中，在一定程度上增加了气液的接触界面，吸收平衡的时间从200="" min降低到了40="" min；jie[16]等将带有两个氨基（nh2）的离子液体负载在sio2表面，不但提高了离子液体平衡吸收量，同时也将离子液体达到吸收平衡的时间降低到了5="" min；wang[17]等使用表面积更大的有机玻璃（pmma）负载离子液体，也大幅度提高吸收过程的速率，陈建锋[18]等通过旋转固定床的方法强化离子液体对co2的吸收，这些研究在一定程度上都扩大了离子液体的应用，同时可增加了对离子液体的性能研究。

="" 参考文献="" [1]="" a.="" bandyopadhyay.="" amine="" versus="" ammonia="" absorption="" of="" co2="" as="" a="" measure="" of="" reducing="" ghg="" emission:="" a="" critical="" analysis[j].="" clean="" technologies="" and="" environmental="" policy,="" 2011,="" 13:="" 269-294="" [2]="" yang="" tao(阳涛),="" bi="" yin(毕崟),="" guo="" kaihua(郭开华).="" the="" co2="" absoption="" properties="" of="" 1-="" aminopropyl-3-methylimidazolium="" bromine[j],="" journal="" of="" chemical="" industry="" and="" engineering="" (china)="" (化工学报),="" 2012,="" 63(10):="" 3152-3157="" [3]="" m.hasib-ur-rahman,="" m.siaj,="" f.larachi.="" ionic="" liquids="" for="" co2="" capture-development="" and="" progress[j],="" chemical="" engineering="" and="" processing,="" 2010,="" 49:="" 313-322="" [4]="" h.q.="" yang,="" z.h.xu,="" m.h.fan,="" r.gupta,="" r.b.slimane,="" a.e.bland,="" i.wright.="" progress="" in="" carbon="" dioxide="" separation="" and="" capture:a="" review[j],="" journal="" of="" environmental="" sciences-china,="" 2008="" ,="" 20:14-27="" [5]="" f.karadas,="" m.atilhan,="" s.aparicio.="" "review="" on="" the="" use="" of="" ionic="" liquids="" (ils)="" as="" alternative="" fluids="" for="" co2="" capture="" and="" natural="" gas="" sweetening[j],="" energy="" 884="" [12]jie="" ren,="" linbo="" wu.="" preparation="" and="" co2="" sorption/desorption="" of="" n-(3-aminopropyl)="" tributylphosphonium="" amino="" acid="" s ionic="" liquids="" supported="" into="" porous="" silica="" particles,="" ind.="" eng.="" chem.="" res.="" 2012,="" 51:79017909="" [13]="" wen="" cheng="" su,="" david="" shan="" hill="" wong.="" effect="" of="" water="" on="" solubility="" of="" carbon="" dioxide="" in="" (aminomethanamide2-hydroxy-n,n,n-trimethylethanaminium="" chloride),="" j.chem.="" eng.="" data="" 2009,="" 54:19511955="" [14]fang-yuan="" jou,="" alan="" e.="" mather.="" solubility="" of="" hydrogen="" sulde="" in[bmim][pf6],international="" journal="" of="" thermophysics,2007,28(2):490-495="" [15]="" zhengmin="" zhang,="" linbo="" wu.="" preparation="" and="" so2="" sorption/desorption="" behavior="" of="" an="" ionic="" liquid="" supported="" on="" porous="" silica="" particles,="" ind.="" eng.="" chem.="" res.="" 2009,="" 48:="" 21422148="" [16]j.ren,="" l.b.wu,="" b.g.li.="" preparation="" and="" co2="" sorption/desorption="" of="" n-(3-aminopropyl)="" aminoethyl="" tributylphosphonium="" amino="" acid="" s ionic="" liquids="" supported="" into="" porous="" silica="" particles[j],="" industrial="" ="" engineering="" chemistry="" research,="" 2012,="" 51:="" 7901-7909="" [17]="" x.f.wang,="" n.g.akhmedov,="" y.h.duan,="" d.luebke,="" by.li.="" immobilization="" of="" amino="" acid="" ionic="" liquids="" into="" nanoporous="" microspheres="" as="" robust="" sorbents="" for="" co2="" capture[j],="" journal="" of="" materials="" chemistry="" a,="" 2013,="" 1:="" 2978-2982="" [18]="" liang="" liang="" zhang,="" jie="" xin="" wang,="" zhi="" ping="" liu,="" and="" ying="" lu.="" efcient="" capture="" of="" carbon="" dioxide="" with="" novel="" mass-transfe="" intensication="" device="" using="" ionic="" liquids[j],="" aiche="" journal,="" 2013,="" 59(8),="" 2957-2965=""></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。