多活性位点季鏻盐型功能化离子液体的二氧化碳捕集行为

高霞，师田田，叶翠平，，李文英

(1.太原理工大学 环境科学与工程学院，山西 太原 030024；2.太原理工大学 煤科学与技术重点实验室，山西 太原 030024)

由CO2浓度升高造成全球暖化的问题，严重影响人们的生存和健康[1]。分离CO2方法主要有吸附法、膜分离法、低温冷凝法和溶剂吸收法等[2]。其中溶剂吸收法以其吸收速率快、选择性好、吸收容量高、操作简便等优点成为一种成熟的CO2分离方法[3]。但存在二次污染、设备腐蚀、溶剂挥发和能耗高等问题[4]。因此，开发一种绿色的CO2吸收剂已迫在眉睫。

离子液体以其高热稳定性、低挥发性、高的CO2选择性及阴阳离子可设计性等优点[5-6]，已用于CO2捕集分离，但仍存在一定问题。张锁江等[7]以3-丙胺-三丁基鏻([aP4443])为阳离子，20种氨基酸为阴离子制备[aP4443][AA]双氨基型功能化离子液体，存在自身粘度大的问题，影响CO2的吸收效果。Wang等[8]以十四烷基三乙基鏻([P66614])为阳离子，咪唑([Im])为阴离子制备[P66614][Im]，可以实现等摩尔CO2吸收(80 mg/g，20 ℃)，但由于其摩尔质量较大，其吸收值远低于氨基固定化吸附剂(237 mg/g，35 ℃)[9]。现在关于离子液体捕集CO2的研究，较少考察烟气其他组分及CO2浓度对离子液体吸收CO2的影响[10-12]。

为了改善目前所采用的离子液体存在的吸收量低和粘度大等问题，本文选择热稳定性良好且摩尔质量小的三丁基鏻作阳离子，并在阳离子上接入强碱性的NH2作活性位点来吸收CO2；选择含氢少的氮杂环如1，2，4-三氮唑、2-羟基吡啶和2-氨基吡啶作阴离子来降低粘度，同时利用1，2，4-三氮唑的碱性及2-羟基吡啶和2-氨基吡啶的多位点作用，即电负性的氧和氮与吡啶环上的氮协同作用来吸收CO2。……