功能化離子液體吸收SO2及其機理的研究.pdf

1、大氣中的SO2主要來自煤炭的直接燃燒，SO2不僅是主要的大氣污染物，同時也是重要的化工原料之一，因此對煙氣中的SO2進(jìn)行回收再利用具有非常重要的意義。
　　自1914年問世以來，經(jīng)過一個世紀(jì)的研究與發(fā)展，離子液體被廣泛認(rèn)為是一種擁有獨特品質(zhì)（如揮發(fā)性低、液程較寬、熱穩(wěn)定性好、結(jié)構(gòu)可調(diào)、可循環(huán)利用等）的物質(zhì)。研究同時也發(fā)現(xiàn)，離子液體對酸性氣體SO2具有非常良好的溶解性能。但離子液體目前還不能直接應(yīng)用到工業(yè)煙氣脫硫領(lǐng)域當(dāng)中，原因是目前

2、離子液體的應(yīng)用還存在很多的問題，如合成工藝復(fù)雜、原料價格較高昂、黏度較高、與SO2作用的機理不夠明確等，這些都是需要亟待解決的問題。本文針對離子液體與SO2作用機理這一問題，選擇了僅需通過簡單酸堿中和法即可合成的兩種離子液體，這種離子液體由于合成方法簡單，具有非常好的工業(yè)應(yīng)用前景。同時還選擇了另一種非質(zhì)子化的具有特殊疏水性能的離子液體對SO2的吸收及其機理進(jìn)行探討。主要工作及結(jié)論如下:
　　1.合成了質(zhì)子化離子液體三乙烯四胺四乳酸

3、鹽離子液體([TETA]L4)和非質(zhì)子化離子液體四乙基銨乳酸鹽([N2222]L)、咪唑基離子液體1-(2-二乙基乙胺基)-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽([Et2NEmim][PF6])，并考察了無水狀態(tài)下，離子液體在不同溫度、不同SO2分壓下對SO2的吸收情況，發(fā)現(xiàn)對同一離子液體，SO2的吸收量隨著溫度的升高而下降，隨著SO2分壓的增大而升高。
　　2.通過模型計算得出，離子液體[TETA]L4、[N2222]L和[Et2NEmim]

4、[PF6]與SO2進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)摩爾計量比分別是2、1、1，即1摩爾的[TETA]L4、[N2222]L和[Et2NEmim][PF6]分別與2摩爾、1摩爾、1摩爾的SO2進(jìn)行反應(yīng)。
　　3.為了了解在無水存在時，離子液體與SO2的作用機理，實驗采用傅里葉紅外光譜儀和核磁共振儀對離子液體吸收前后進(jìn)行結(jié)構(gòu)的表征，發(fā)現(xiàn)在無水時，不論是質(zhì)子化還是非質(zhì)子化離子液體，SO2都只與離子液體的陰離子酸根作用，而非質(zhì)子化離子液體[Et2N

5、Emim][PF6]則是與陽離子上的季胺基上的N發(fā)生作用。
　　4.考察了不同含水量對離子液體吸收SO2的影響。質(zhì)子化離子液體[TMG]L+H2O和非質(zhì)子化離子液體[N2222]L+H2O二元體系對SO2的吸收量均隨著含水量的增大而增大。
　　5.測定了不同含水量下，離子液體+水二元體系吸收SO2前后的密度和黏度。實驗結(jié)果表明離子液體+水二元體系吸收SO2后的密度和黏度均比在同一溫度下均比吸收前要大，且吸收前后的密度和黏度都

6、隨著溫度的升高而下降，隨著含水量的升高而降低。對吸收前后的密度和黏度數(shù)據(jù)分別采用用一元二次多項式和Vogel-Tammann-Fulcher方程進(jìn)行擬合，發(fā)現(xiàn)這兩個方程均能很好的擬合密度和黏度實驗值。
　　6.測定了含水離子液體的密度和黏度隨SO2吸收量的變化。實驗結(jié)果顯示含水離子液體[TMG]L和[N2222]L的密度的變化趨勢相似，均是在最開始階段加速增大，后又減緩了增加速度。而黏度變化也非常明顯，且隨著SO2含量的增加，其變