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酰胺基离子液体在酸性气体捕集中的应用
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摘要
煤燃烧释放的二氧化硫(SO_2)和二氧化碳(CO_2),不仅严重影响环境,而且对人类健康造成重大威胁,因此发展高效、节能、环保的酸性气体减排新技术已成为全球关注的热点。近年来,离子液体由于蒸汽压低、稳定性高、液程宽、可设计性强等特点,为酸性气体的捕集提供了新的方法。Davis等~([1])发现每摩尔氨基离子液体可以吸收0.5摩尔CO_2。韩布兴等~([2])发现每摩尔胍基乳酸离子液体可以吸收1.0摩尔SO_2。王从敏等~([3-4])发展了一类应用于酸性气体捕集的唑基离子液体。随后,其他功能离子液体被开发并应用于酸性气体捕集~([5-7])。如何设计功能化离子液体,并实现对酸性气体高效、可逆、节能捕集,仍然是我们面临的重要挑战。本文合成了多种酰胺基阴离子功能化离子液体,测定了该类离子液体的密度、粘度和分解温度等相关物理化学性质,并通过红外、核磁共振、量化计算等方法对该类离子液体的结构及其对酸性气体的捕集行为进行了深入研究。结果表明,该类离子液体对酸性气体具有吸附容量大、吸附速率快、稳定性高、循环性能好等优点,具有良好的应用前景。
SO_2 and CO_2,which come from the burning of fossil fuels,have drawn much more attention because they threaten human health.Thus new sorbent materials that can efficiently,reversibly,and economically capture SO_2 and CO_2must be developed.Ionic liquids(ILs) provide a good alternative for CO_2 capture because of their unique properties.In this work,we developed a new kind of acylamido-based anion-functionalized ILs.It was found that these ILs are efficient for the capture of SO_2 and CO_2 under ambient conditions or low partial pressure,thus resulting in high absorption capacities and rapid absorption kinetics.This new process using acylamido-based ILs provides an excellent alternative to current acid gases capture technologies.
引文
[1]Bates,E.D.;Mayton,R.D.;Ntai,I.;Davis,J.H.J.Am.Chem.Soc.,2002,124:926
    [2]Wu,W.Z.;Han,B.X.;Gao,H.X.,et al.Angew.Chem.,Int.Ed.2004,43(18):2415
    [3]Wang,C.M.;Luo,X.Y.;Luo,H.M.,et al.,Angew.Chem.Int.Ed.,2011,50(21):4918
    [4]Wang,C.M.;Cui,G.K.;Luo,X.Y.,et al.,J.Am.Chem.Soc.,2011,133(31):11916
    [5]Cui,G.K.;Zheng,J.J.;Luo,X.Y.,et al.,Angew.Chem.Int.Ed.,2013,52(40):10620
    [6]Cui,G.K.;Zhang,F.T.;Zhou,X.Y.,et al.,Chem.-A Eur.J.,2015,21(14):5632
    [7]Cui,G.K.;Zhang,F.T.;Zhou,X.Y.,et al.,ACS Sustainable Chem.Eng.,2015,3(9):2264

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