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離子液體在雙相吸附劑捕獲二氧化碳中的應用

2024-09-11 13:00:07 sh默尼 2

二氧化碳捕獲對于減少溫室氣體排放,實現(xiàn)碳中和具有重要意義。有機胺水吸附劑具有良好的吸附性能、成熟的工業(yè)技術以及較低的成本等優(yōu)點,但由于其再生能耗較高,極大地限制了其在二氧化碳捕獲方面的應用。因此,開發(fā)低再生能耗的二氧化碳吸收劑是研究的熱點。近年來,雙相吸收劑已成為一種可靠的替代品,各種胺基雙相吸收劑被開發(fā)出來。


多胺,包括三乙烯四胺(TETA)二乙烯三胺(DETA),能實現(xiàn)二氧化碳吸附且吸附速率較快。因此,多胺通常用于制備雙相吸收劑,但二氧化碳與多胺中的伯胺或仲胺反應生成氨基甲酸酯分子,在含水量較低的條件下容易發(fā)生聚集,生成沉淀。前人研究發(fā)現(xiàn),1-丙醇作為弱氫鍵堿,能代替水作為溶劑,破壞體系中復雜的氫鍵網(wǎng)絡,降低體系粘度,從而減少氨基甲酸酯分子的聚沉。因此,可以通過添加特殊物質來破壞氨基甲酸酯之間的分子相互作用,使吸收劑在二氧化碳捕獲期間仍保持液態(tài)。離子液體是一種室溫熔鹽,其電離和自組裝能力優(yōu)異。氨基酸離子液體(AAILs)因其優(yōu)異的二氧化碳吸附性能而備受關注。已有的研究發(fā)現(xiàn),烷基鏈越長,氨基越多,對二氧化碳的吸附效果越好。但其結構對雙相吸收劑的影響還尚未研究。

基于此,來自南京大學陳美思、張鋒和張志炳團隊在TETA-Eim-H2O(TEH)Eim1-乙基咪唑)中加入AAILs,設計了新型雙相吸收劑(TEHI)。基于TETA中的多個吸附位點以及氨基酸離子液體中豐富的氫鍵網(wǎng)絡和靜電環(huán)境來調節(jié)相分離性能,從而實現(xiàn)二氧化碳的捕獲。

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