低共熔溶剂在CO2捕集分离中的应用

徐奕莎，崔国凯，*，葛春亮，周 瑛，柯权力，卢晗锋，*

(1.浙江工业大学 化学工程学院，浙江 杭州 310014；2.浙江天地环保科技股份有限公司，浙江 杭州 310003)

0 引 言

煤炭、汽油等化石燃料的燃烧导致了大量CO2的产生[1]。过度排放的CO2作为一种温室气体导致全球变暖和海洋酸化。二氧化碳捕集分离(CCS)是一种减排CO2的有效措施[2-3]。常见的CO2捕集技术有固体吸附法、膜分离法、吸收法[4-5]。工业上通常采用有机胺法捕集CO2[6]。该技术不仅工艺成熟，而且吸收CO2速率快，但也存在着捕集容量低、有机胺易挥发、解吸再生能耗大、设备腐蚀严重的问题。离子液体(ILs)凭借其极低饱和蒸汽压、稳定性高、液温范围宽、结构性能可调控[7-8]被应用于气体吸收分离，例如CO2[9-11]、SO2[12]、H2S[13]、CO[14]、NH3[15]等。离子液体也在有机合成与催化[16]、萃取[17]等领域也有广泛的用途。离子液体在CO2捕集与分离方面研究颇多，主要表现在稳定性高、吸收容量大、吸收速率快，但由于离子液体价格昂贵、毒性高、生物可降解性差，极大地限制了离子液体在CO2捕集过程中的大规模应用[18]。

低共熔溶剂(DESs)作为一种新型的绿色溶剂，结合了有机胺法和离子液体法两种碳捕集方法的优势，并弥补了这两种捕集方法的不足之处。与有机胺溶液相比，低共熔溶剂不易挥发、无腐蚀作用、结构性之可调节；与离子液体相比，低共熔溶剂具有易生物降解、易制备、低毒性等特点。低共熔溶剂是由氢键受体(HBA)和氢键供体(HBD)通过氢键作用按照一定的摩尔比混合而成[19-20]。低共熔溶剂比纯组分具有更低的熔点[21]。……