介孔分子篩MCM-41基新型多位點離子液體復合材料的合成及協(xié)同捕獲CO2性能.pdf

1、CO2是一種主要的溫室氣體，其排放對地球造成許多不利影響。我國的CO2氣體以燃煤電廠為主要排放源之一，因此，開展化石燃料煙氣中 CO2捕集與分離技術的研究，對于推動 CO2減排，減緩氣候變化，實現(xiàn)經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。
　　離子液體以其不揮發(fā)、循環(huán)穩(wěn)定性好、結構可調(diào)等優(yōu)點被用于 CO2捕獲。但其成本高、粘度大阻礙 CO2的高效吸收，限制其工業(yè)應用。因此將離子液體負載無機多孔材料形成固載化離子液體具有實際意義。
　　本文

2、合成兩種新型多位點協(xié)同作用的離子液體[P4444][2-Op]和[N4444][2-Op]并通過浸漬蒸發(fā)法負載于無機多孔材料 MCM-41及擴孔型MCM-41（PE-MCM-41）形成復合材料具有高的 CO2吸附量、好循環(huán)穩(wěn)定性且快吸附速率。本文主要研究內(nèi)容及結論如下：
　?。?）以四丁基氫氧化磷（[P4444]+）及四丁基氫氧化銨（[N4444]+）為陽離子，2-羥基吡啶（2-Hp）為陰離子合成新型多位點功能化離子液體[P444

3、4][2-Op]和[N4444][2-Op]，并利用紅外（IR）及核磁共振（NMR）對物質(zhì)進行結構表征，證實成功合成離子液體。
　?。?）采用浸漬-蒸發(fā)法將不同量的離子液體[P4444][2-Op]負載于載體MCM-41上制得復合材料（命名為PM-ws）。系統(tǒng)地考察復合材料的結構及性能。結果表明，分子篩MCM-41孔道內(nèi)負載[P4444][2-Op]后仍保持有序介孔結構。復合材料PM-5具有較高熱穩(wěn)定性，熱穩(wěn)定性達420℃。

4、>　?。?）考察離子液體的負載量、吸附溫度、CO2分壓等對CO2捕獲性能影響。結果表明，復合材料的CO2吸附量隨[P4444][2-Op]負載量增加呈現(xiàn)先增加后減少趨勢。通過協(xié)同效應作用，PM-5具有最高CO2吸附量可達1.21 mmol/g。循環(huán)十次，吸附量仍為原來96％。低溫和高分壓對CO2吸附有利。
　?。?）制備擴孔型載體PE-MCM-41，將[P4444][2-Op]和[N4444][2-Op]分別負載于PE-MCM-4

5、1形成復合材料PE-MP-ws和PE-MN-ws。復合材料仍保持較高熱穩(wěn)定性，PE-MP-5熱穩(wěn)定性仍為420℃；PE-MN-5到PE-MN-15的熱穩(wěn)定性增加到166℃。然而，PE-MCM-41具有較大的孔徑及孔體積利于離子液體進入且保持較大的孔道結構，這有利于CO2吸附。PE-MP-10和PE-MN-15的CO2吸附量分別為為1.66 mmol/g和1.08 mmol/g。
　?。?）PE-MP-10和PE-MN-15樣品循環(huán)