1-氨丙基-3-甲基咪唑溴功能型离子液体对CO2的吸收性能

doi:10.3969/j.issn.0438-1157.2012.10.021

化工学报 ›› 2012, Vol. 63 ›› Issue (10): 3152-3157.DOI: 10.3969/j.issn.0438-1157.2012.10.021

1-氨丙基-3-甲基咪唑溴功能型离子液体对CO₂的吸收性能

阳涛, 毕崟, 郭开华

中山大学工学院, 广东广州 510006

收稿日期:2012-02-15 修回日期:2012-07-24 出版日期:2012-10-05 发布日期:2012-10-05
通讯作者: 郭开华
作者简介:郭开华,阳涛(1985- ),男,硕士研究生。
基金资助:
国家自然科学基金项目(51076169);广东省教育厅液化天然气及低温技术重点实验室项目(39000-3211101)。

Carbon dioxide absorption in 1-aminopropyl-3-methylimidazolium bromide aqueous solutions

YANG Tao, BI Yin, GUO Kaihua

School of Engineering, Sun Yat-Sen University, Guangzhou 510006, Guangdong, China

Received:2012-02-15 Revised:2012-07-24 Online:2012-10-05 Published:2012-10-05
Supported by:
supported by the National Natural Science Foundation of China(51076169).

摘要/Abstract

摘要： 1-氨丙基-3-甲基咪唑溴盐([APMIm])对CO₂等酸性气体具有较强的选择性吸收性能,在能源及环保领域有较好应用前景。运用等容饱和吸收法在高压不锈钢反应釜中测得CO₂在3种不同含水量的1-氨丙基-3-甲基咪唑溴盐水溶液中的溶解度数据,实验的温度范围为278.15~348.15 K,实验压力由低于大气压到最高6.5 MPa。实验结果表明,当水的质量分数达到60.84%以上,离子液体水溶液吸收CO₂的能力和速率才会得到显著提升。尤其值得注意的是,在278.15 K、120 kPa达到吸收平衡时,CO₂在含水质量分数为60.84%的1-氨丙基-3-甲基咪唑溴盐水溶液中的溶解度达到0.459 mol CO₂ ·(mol IL)^-1,接近理论最大吸收值0.5 mol CO₂·(mol IL)^-1。在较高压力下(3.9 MPa)最大CO₂吸收量为1.894 mol CO₂·(mol IL)^-1。

关键词: 二氧化碳, 溶解度, 离子液体, 1-氨丙基-3-甲基咪唑溴盐

Abstract: Experiments for the solubility and phase equilibrium of carbon dioxide in aqueous solution of 1-aminopropyl-3-methylimidazolium bromide([APMIm])with three water concentrations(16.04%,31.59% and 60.84%,mass fraction),at 278.15—348.15 K and pressure up to 6.5 MPa were performed by using a high-pressure reaction cell based on an isochoric saturation technique.The results indicated that water concentration could greatly enhance the absorption capacity and increase the absorption rate of carbon dioxide in[APMIm] aqueous solution.For the 60.84% aqueous IL solution at 5℃ and 120 kPa,CO₂ solubility was up to 0.459 mol CO₂·(mol IL)^-1,close to the theoretical maximum absorption capacity of 0.5 mol CO₂·(mol IL)^-1.Under a higher pressure(3.9 MPa),maximum CO₂ absorption was 1.894 mol CO₂·(mol IL)^-1.

Key words: carbon dioxide, solubility, ionic liquid, [APMIm]

中图分类号:

X511

阳涛, 毕崟, 郭开华. 1-氨丙基-3-甲基咪唑溴功能型离子液体对CO₂的吸收性能[J]. 化工学报, 2012, 63(10): 3152-3157.

YANG Tao, BI Yin, GUO Kaihua. Carbon dioxide absorption in 1-aminopropyl-3-methylimidazolium bromide aqueous solutions[J]. CIESC Journal, 2012, 63(10): 3152-3157.

参考文献 16

[1]	Tong Zhiquan(童志权),Chen Huanqin(陈焕钦).Pollution Control and Application of Industrial Waste Gas(工业废气污染控制与利用)[M].Beijing:Chemical Industry Press,1989
[2]	Cullinane J T,Rochelle G T.Thermodynamics of aqueous potassium carbonate,piperazine,and carbon dioxide[J].Fluid Phase Equilibria,2005,227:197-213
[3]	Li Xinchun(李新春),Sun Yongbin(孙永斌).Status quo and prospect of the carbon dioxide capture[J].Energy Technology and Economics(能源技术经济),2010,22(4):21-26
[4]	Zhu Lili(朱丽丽),Chen Zhengguo(陈正国),Luo Chuan(罗川).Ionic liquids functional polymers[J].Progress in Chemistry(化学进展),2008,20(7/8):1143-1150
[5]	Zhang S,Chen Y,Li F,et al.Fixation and conversion of CO2 using ionic liquids[J].Cata.Today,2006,115:61-69
[6]	Guo Liying(郭立颖),Shi Tiejun(史铁钧),Li Zhong(李忠).Solubilities of two kinds of imidazolium ionic liquids for fir powder[J].Journal of Chemical Industry and Engineering(China)(化工学报),2008,59(5):1299-1304
[7]	Blanchard L A,Hancu D,Beckman E J,Brennecke J F.Green processing using ionic liquids and CO2[J].Nature,1999,399:28-29
[8]	Blanchard L A,Gu Z,Brennecke J F.High-pressure phase behavior of ionic liquid/CO2 systems[J].J.Phys.Chem.B,2001,105:2437-2444
[9]	Aki S N V K,Mellein B R,Saurer E M,Brennecke J F.High-pressure phase behavior of carbon dioxide with imidazolium-based ionic liquids[J].J.Phys.Chem.B,2004,108:20355-20365
[10]	Yuan X,Zhang S J,Liu J.Solubilities of CO2 in hydroxyl ammonium ionic liquids at elevated pressures[J].Fluid Phase Equilibria,2007,257(2):195-200
[11]	Bates E D,Mayton R D,Ntai I,James H D Jr.CO2 capture by a task-specific ionic liquid[J].J.Am.Chem.Soc.,2002,124(6):926-927
[12]	Zhang J,Zhang S,Dong K,Zhang Y,Shen Y,Lv X.Supported absorption of CO2 by tetrabutylphosphonium amino acid ionic liquids[J].J.Chem.Eur.,2006,12(15):4021-4026
[13]	Zhang Y,Zhang S,Lu X,Zhou Q,Fan W,Zhang X.Dual amino-functionalized phosphonium ionic liquids for CO2 Capture[J].J.Chem.Eur.,2009,15:3003-3011
[14]	Gurkan B E,de la Fuente J C,Mindrup E M,Ficke L E,Goodrich B F,Price E A,Schneider W F,Brennecke J F.Equimolar CO2 absorption by anion-functionalized ionic liquids[J].J.Am.Chem.Soc.,2010,132:2116-2117
[15]	Wu Yongliang(吴永良),Jiao Zhen(焦真),Wang Guannan(王冠楠),Wu Youting(吴有庭),Zhang Zhibing(张志炳).Synthesis,characterization and absorption efficiency of an ionic liquid for the absorption of CO2[J].Fine Chemicals(精细化工),2007,24(4):324-327
[16]	Jacquemin J,Gomes M F C,Husson P,Majer V.Solubility of carbon dioxide,ethane,methane,oxygen,nitrogen,hydrogen,argon,and carbon monoxide in 1-butyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate between temperatures 283 K and 343 K and at pressures close to atmospheric[J].J.Chem.Thermodynics,2006,38(4):490-502

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Carbon dioxide absorption in 1-aminopropyl-3-methylimidazolium bromide aqueous solutions

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[2]	王琪, 张斌, 张晓昕, 武虎建, 战海涛, 王涛. 氯铝酸-三乙胺离子液体/P₂O₅催化合成伊索克酸和2-乙基蒽醌[J]. 化工学报, 2023, 74(S1): 245-249.
[3]	胡超, 董玉明, 张伟, 张红玲, 周鹏, 徐红彬. 浓硫酸活化五氧化二钒制备高浓度全钒液流电池正极电解液[J]. 化工学报, 2023, 74(S1): 338-345.
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[5]	米泽豪, 花儿. 基于DFT和COSMO-RS理论研究多元胺型离子液体吸收SO₂气体[J]. 化工学报, 2023, 74(9): 3681-3696.
[6]	车睿敏, 郑文秋, 王小宇, 李鑫, 许凤. 基于离子液体的纤维素均相加工研究进展[J]. 化工学报, 2023, 74(9): 3615-3627.
[7]	陆俊凤, 孙怀宇, 王艳磊, 何宏艳. 离子液体界面极化及其调控氢键性质的分子机理[J]. 化工学报, 2023, 74(9): 3665-3680.
[8]	郑佳丽, 李志会, 赵新强, 王延吉. 离子液体催化合成2-氰基呋喃反应动力学研究[J]. 化工学报, 2023, 74(9): 3708-3715.
[9]	宋明昊, 赵霏, 刘淑晴, 李国选, 杨声, 雷志刚. 离子液体脱除模拟油中挥发酚的多尺度模拟与研究[J]. 化工学报, 2023, 74(9): 3654-3664.
[10]	杨绍旗, 赵淑蘅, 陈伦刚, 王晨光, 胡建军, 周清, 马隆龙. Raney镍-质子型离子液体体系催化木质素平台分子加氢脱氧制备烷烃[J]. 化工学报, 2023, 74(9): 3697-3707.
[11]	陈美思, 陈威达, 李鑫垚, 李尚予, 吴有庭, 张锋, 张志炳. 硅基离子液体微颗粒强化气体捕集与转化的研究进展[J]. 化工学报, 2023, 74(9): 3628-3639.
[12]	程业品, 胡达清, 徐奕莎, 刘华彦, 卢晗锋, 崔国凯. 离子液体基低共熔溶剂在转化CO₂中的应用[J]. 化工学报, 2023, 74(9): 3640-3653.
[13]	王俐智, 杭钱程, 郑叶玲, 丁延, 陈家继, 叶青, 李进龙. 离子液体萃取剂萃取精馏分离丙酸甲酯+甲醇共沸物[J]. 化工学报, 2023, 74(9): 3731-3741.
[14]	陈杰, 林永胜, 肖恺, 杨臣, 邱挺. 胆碱基碱性离子液体催化合成仲丁醇性能研究[J]. 化工学报, 2023, 74(9): 3716-3730.
[15]	杨菲菲, 赵世熙, 周维, 倪中海. Sn掺杂的In₂O₃催化CO₂选择性加氢制甲醇[J]. 化工学报, 2023, 74(8): 3366-3374.