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功能型离子液体的合成及其在固定CO2中的应用

作　者: 袁萍萍
导　师: 孙秀云
学　校: 南京理工大学
专　业: 环境工程
关键词: 氨基酸离子液体 功能型离子液体 CO2固定 合成
分类号: X701
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


论文着眼于气候变暖、全球积极减排CO2的背景,开展了设计制备一种功能型氨基酸离子液体,并探索用于CO2固定的研究。论文采用一步合成法合成中间离子液体[emim]Br和[bmim]Br,通过比较产物纯度、产率以及核磁图谱,分析其合成影响因素,实验结果表明：以乙酸乙酯为溶剂,N-甲基咪唑与溴乙烷按1：1.5的摩尔比在35℃下反应12h可得纯度94%的[emim]Br;以乙酸乙酯为溶剂,N-甲基咪唑与溴代正丁烷按1：1.1的摩尔比在70℃下反应12h可得纯度98%的[bmim]Br。以中间离子液体及天然氨基酸——甘氨酸、丙氨酸、赖氨酸为原料,采用动态离子交换-氨基酸中和法合成了六种氨基功能型离子液体,并采用单一溶剂法对粗产品进行洗涤；尝试利用静态离子交换法改善动态法耗时费水的缺陷。产物结构采用核磁红外手段进行确认。实验也测定了产物的密度、粘度、吸湿性、熔点、电化学窗口,发现阴阳离子的链长都最短的[emim]Gly密度最大粘度最小,分别为1.152 g/cm3、103.43cP,而链长都最长的[bmim]Lys则相反,密度及粘度分别为1.067g/cm3、517.13cP。论文最后从两方面考察了该氨基功能型离子液体对CO2的固定情况：一是直接将其用于CO2吸收,二是将其配置成不同浓度的水溶液吸收剂进行吸收,实验表明氨基酸离子液体可用于CO2的固定,可重复使用性能好,其中以单位氨基计算,[bmim]Gly直接吸收的容量最大,可达0.467 molCO2/molIL;而低浓度的吸收剂更利于吸收,0.5mo1/L[bmim]Lys吸收效果最好,可高达1.054 molCO2/molIL

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-10
1 绪论  10-20
  1.1 背景介绍  10-12
    1.1.1 CO_2来源、排放情况及应对  10-11
    1.1.2 CO_2捕集方法  11-12
  1.2 离子液体简介  12-14
    1.2.1 离子液体的定义及分类  12
    1.2.2 离子液体的制备方法  12-14
  1.3 离子液体在固定CO_2中的应用  14-18
    1.3.1 常规离子液体  14-15
    1.3.2 功能型离子液体  15-17
    1.3.3 聚合物离子液体  17-18
  1.4 课题简介  18-20
    1.4.1 课题意义  18
    1.4.2 主要研究内容  18-19
    1.4.3 课题研究思路  19-20
2 中间离子液体的合成  20-33
  2.1 前言  20
  2.2 实验部分  20-23
    2.2.1 实验药品与仪器设备  20-21
    2.2.2 产品纯度的表征和产率的计算  21-22
    2.2.3 实验方法、步骤及装置  22-23
  2.3 中间离子液体合成的因素探索  23-31
    2.3.1 溶剂的选择  23-24
    2.3.2 温度因素的影响  24-27
    2.3.3 时间因素的影响  27-29
    2.3.4 最佳反应物配比的确定  29-30
    2.2.5 有无溶剂的影响  30-31
    2.2.6 投料方式的选择  31
  2.4 本章小结  31-33
3 氨基酸离子液体的合成及表征  33-49
  3.1 前言  33
  3.2 实验部分  33-36
    3.2.1 实验药品及仪器设备  33-34
    3.2.2 实验装置图  34-35
    3.2.3 树脂的处理  35
    3.2.4 氨基酸离子液体的合成  35-36
  3.3 氨基酸离子液体合成的结果与讨论  36-41
    3.3.1 中间产物动态合成结果  36
    3.3.2 中间产物静态合成因素的探讨  36-39
    3.3.3 氨基酸离子液体纯化剂的选择  39-41
  3.4 氨基酸离子液体的表征  41-48
    3.4.1 物性表征  41-44
    3.4.2 结构表征  44-48
  3.5 本章小结  48-49
4 功能型离子液体用于CO_2的固定  49-59
  4.1 前言  49
  4.2 实验  49-50
    4.2.1 实验药品及装置  49
    4.2.2 CO_2吸收容量的测定  49-50
    4.2.3 吸收机理简介  50
  4.3 氨基酸离子液体用于CO_2的固定  50-52
    4.3.1 氨基酸离子液体直接用于CO_2固定的研究  50-51
    4.3.2 氨基酸离子液体水溶液用于CO_2固定的研究  51-52
    4.3.3 吸收-循环性能的测定  52
  4.4 实验结果与讨论  52-58
    4.4.1 氨基酸离子液体直接用于CO_2固定的特点  52-54
    4.4.2 氨基酸离子液体水溶液用于CO_2固定的特点  54-56
    4.4.3 吸收-循环性能的结果  56-58
  4.5 本章小结  58-59
5 结论与建议  59-61
  5.1 结论  59-60
  5.2 建议  60-61
致谢  61-62
参考文献  62-69
附录  69-75

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中图分类: > 环境科学、安全科学 > 废物处理与综合利用 > 一般性问题 > 废气的处理与利用
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