离子液体在双相吸附剂捕获二氧化碳中的应用

2024-09-11 13:00:07 sh默尼 2

二氧化碳捕获对于减少温室气体排放,实现碳中和具有重要意义。有机胺水吸附剂具有良好的吸附性能、成熟的工业技术以及较低的成本等优点,但由于其再生能耗较高,极大地限制了其在二氧化碳捕获方面的应用。因此,开发低再生能耗的二氧化碳吸收剂是研究的热点。近年来,双相吸收剂已成为一种可靠的替代品,各种胺基双相吸收剂被开发出来。


多胺,包括三乙烯四胺(TETA)二乙烯三胺(DETA),能实现二氧化碳吸附且吸附速率较快。因此,多胺通常用于制备双相吸收剂,但二氧化碳与多胺中的伯胺或仲胺反应生成氨基甲酸酯分子,在含水量较低的条件下容易发生聚集,生成沉淀。前人研究发现,1-丙醇作为弱氢键碱,能代替水作为溶剂,破坏体系中复杂的氢键网络,降低体系粘度,从而减少氨基甲酸酯分子的聚沉。因此,可以通过添加特殊物质来破坏氨基甲酸酯之间的分子相互作用,使吸收剂在二氧化碳捕获期间仍保持液态。离子液体是一种室温熔盐,其电离和自组装能力优异。氨基酸离子液体(AAILs)因其优异的二氧化碳吸附性能而备受关注。已有的研究发现,烷基链越长,氨基越多,对二氧化碳的吸附效果越好。但其结构对双相吸收剂的影响还尚未研究。

基于此,来自南京大学陈美思张锋和张志炳团队在TETA-Eim-H2O(TEH)Eim1-乙基咪唑)中加入AAILs,设计了新型双相吸收剂(TEHI)。基于TETA中的多个吸附位点以及氨基酸离子液体中丰富的氢键网络和静电环境来调节相分离性能,从而实现二氧化碳的捕获。

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