离子液体吸附二氧化碳的研究进展

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现代二氧化碳吸收工艺研究

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利用吸附量随温度变化而使气体分离的称变温吸附法（简称ＴＡ法）Ｓ，二者又合称ＰＳＴＡ法。目前国内
外投入大量人力物力来研究吸附材料、吸附催化剂及对吸附剂进行改进，赵会玲等【采用接枝方法在２］
ＲｅｅｒｈｏｏｅｎＣ０，ｓａｃｎＭｄｒＡｂｓｒｉｎＰｒｃｓｏｐｔｏ０ｅｓ
ＺＡＮＧＪｉｇ－ｉｇ，ＺＨＡＯＳｈｌｎ，ＺＨＡ０Ｒｏｎｘｉｎ，ＬＨｎｌａｎｈａ —ｉｇ－ａｇＩＰｉｇ，ＣＡＯＺｕｂｉ，Ｓｉｗｅｎ — ｎＨ１Ｗｅ— ｉ
张京亮，赵杉林，赵荣祥，李萍，曹祖宾，石薇薇
（宁石油化工大学，辽宁抚顺ｉ３０）辽１０１
摘
要：综述了现代二氧化碳吸收工艺研究进展，介绍了目前国内外现有的二氧化碳吸收方法，包括物理
吸收法、膜吸收法、化学吸收法、离子液体法、电化学法和ＯＣＯ燃烧法，简要介绍了各种吸收方法的特点及所做研究，重点讨论了工业应用较广的化学吸收法，分析了离子液体法与其他有机溶剂比较的优缺点，并对新
工艺方法进行了展望。
关

面向CO2高效捕获与转化的功能化咪唑离子液体基有机无机复合材料

面向CO2高效捕获与转化的功能化咪唑离子液体基有机无机复合材料面向CO2高效捕获与转化的功能化咪唑离子液体基有机无机复合材料摘要随着温室效应的日益加剧，温室气体CO2的捕获和转化引起了科学界的广泛关注。

然而，由于CO2具有很高的热力学稳定性和动力学惰性，实现其化学转化往往需要高温高压等苛刻条件，从而制约了CO2的资源化进程。

离子液体基有机无机复合材料兼具离子液体和多孔载体的优点，可显著减少离子液体用量，降低CO2传质阻力，提高吸附催化效率和循环使用率，但仍存在制备过程复杂、载体孔隙堵塞、离子液体易流失等问题，且实现低温低压催化转化需外加助催化剂。

基于此，本论文探索利用共价接枝以及超分子自组装法构筑活性位点丰富、易回收、循环利用率高的离子液体基有机无机复合材料，在低温低压、无溶剂、无外加助催化剂等条件下直接催化CO2和环氧化物反应生成环状碳酸酯，实现CO2低能耗、可持续的资源化利用。

主要研究内容和结果如下：（1）以氨基功能化咪唑离子液体（Mim-NH2）为催化剂，四丁基溴化铵（TBAB）为助催化剂，将两者通过物理混合制成一种高效二元均相催化剂用于催化CO2和环氧丙烷（PO）环加成反应生成碳酸丙烯酯（PC），并系统考察了催化剂/助催化剂的摩尔比例、CO2压力以及反应温度对PC产率的影响。

研究发现，Mim-NH2和TBAB对CO2的环加成反应有良好的协同催化效应，从而在无金属、无溶剂、低温低压条件下高效催化CO2。

当Mim-NH2/TBAB的摩尔比例为1:1时，在75°C以及0.35MPa的CO2压力下，反应48h后PC产率高达98.1%。

但是由于该催化体系属于均相，所以分离回收困难。

因此，将离子液体负载在多孔载体上，开发一种非均相CO2催化剂非常必要。

（2）将氨基功能化离子液体（Si-IM-NH2）和季铵盐离子液体（Si-TBAI）分别共价接枝于介孔二氧化硅SBA-16中，构筑了一种兼具催化和助催化双功能的非均相催化体系。

二氧化碳吸附材料的研究与开发

二氧化碳吸附材料的研究与开发二氧化碳（CO2）是一种强效的温室气体，对全球气候变化和环境保护具有重要意义。

为了减少二氧化碳的排放和碳捕集与储存技术的发展，二氧化碳吸附材料的研究与开发变得越来越重要。

一、二氧化碳吸附材料的种类目前，可用作二氧化碳吸附材料的种类主要包括金属有机骨架材料（MOFs）、多孔纳米材料、介孔材料、离子液体、活性炭等。

这些材料的共同特点是具有大量的 pore 空间和表面积，可以通过化学吸附或物理吸附的方式来去除二氧化碳。

MOFs 是一种新兴的多孔材料，由金属离子和有机配体构成的三维网状结构。

与其他材料相比，MOFs 具有更高的比表面积和更多的 pore 空间，因此在二氧化碳吸附方面具有很大的潜力。

多孔纳米材料、介孔材料和活性炭也被广泛用于二氧化碳捕集和储存。

二、二氧化碳吸附材料的性能及其影响因素二氧化碳吸附材料的性能主要包括吸附容量、选择性、稳定性和再生性等。

吸附容量是指吸附材料能够吸附的二氧化碳质量，而选择性则是指该材料对二氧化碳的选择性。

稳定性和再生性则是指材料在多次循环使用后的性能稳定性和再生能力。

这些性能受材料结构、表面性质、孔结构和工作条件等因素的影响。

三、二氧化碳吸附材料的应用二氧化碳吸附材料的应用包括 CO2 捕获、 CO2 储存、 CO2 分离等。

CO2 捕获是指将二氧化碳从气体中分离出来，常用于化石能源发电、农业、化学工业等领域。

CO2 储存是指将 CO2 气体储存在地下或海洋等地下层中，以防止其进一步排放到大气中引起温室效应。

CO2 分离则是指将含有 CO2 的气体分离成纯净的二氧化碳和其他气体，常用于工业领域的气体分离和精细化学品制备。

总的来说，二氧化碳吸附材料具有非常广泛的应用前景，可以为全球环境保护和经济发展做出积极的贡献。

未来，随着新型材料的研究和开发，二氧化碳吸附技术将更加成熟，应用领域也将更加广泛。

二氧化碳吸附材料的研究

二氧化碳吸附材料的研究随着全球气候变暖问题的日益严峻，减缓温室气体的排放已成为全球关注的焦点。

而在温室气体中，二氧化碳的排放量在其中占据了很大的比例。

因此，发展二氧化碳吸附材料已成为一种治理温室气体排放的重要方法。

目前，关于二氧化碳吸附材料的研究已经比较深入，本文将从材料种类、工作原理以及未来发展等方面进行探讨。

材料种类目前，二氧化碳吸附材料主要可分为吸附剂和膜两类。

吸附剂是一种多孔性材料，其主要结构是由化学键连接的大分子。

其中，主要包括金属有机骨架(MOF)、金属氧化物和离子液体等。

而膜则是一种将二氧化碳转化为氢气的材料，并且可以通过渗透分离来实现气体的分离。

其中，主要包括聚合物膜、无机膜和混合膜等。

工作原理吸附剂的工作原理是基于其多孔性结构，可以将二氧化碳吸附在其中。

其吸附的效果取决于其孔隙大小、形状和表面化学性质等因素。

而膜的工作原理则是通过将二氧化碳分离成氢气和二氧化碳两个组分。

这种分离通常是基于气体的分子大小差异来实现的，即二氧化碳的分子比氢气更大，因此可以通过膜过滤来分离这两种气体。

未来发展未来，随着对环境问题的重视，二氧化碳吸附材料的研究将会越来越受到关注。

在发展方面，一方面需要探索更加高效的二氧化碳吸附剂的开发，比如在MOF结构的探索和优化方面进行研究。

另一方面，需要研究将吸附剂和膜相互结合的混合材料，以进一步提高二氧化碳吸附的效率。

此外，还需要加强二氧化碳吸附材料的应用研究，探索其在减缓气候变化、制备高纯度二氧化碳等方面的应用。

总结本文从材料种类、工作原理以及未来发展等方面探讨了二氧化碳吸附材料的研究。

可以看出，二氧化碳吸附材料的研究已经比较深入，并且在环保和应用方面都有很大的潜力。

未来，二氧化碳吸附材料的研究必将持续推进，为减缓气候变化和环境保护做出重要贡献。

二氧化碳捕捉与利用技术的发展和展望

二氧化碳捕捉与利用技术的发展和展望随着全球气候变化的加剧和气候变暖的威胁日益严重，人们对于减少温室气体的排放以及减缓全球变暖的需求也越来越迫切。

而二氧化碳（CO2）作为主要的温室气体之一，其大量排放对气候变化的影响不可忽视。

因此，二氧化碳捕捉与利用技术作为一种关键的解决方案，得到了越来越多的关注和研究。

二氧化碳捕捉技术是指将二氧化碳从燃烧排放物或工业废气中分离出来，以防止其进入大气中并造成温室效应。

常用的二氧化碳捕捉技术包括吸收、吸附、膜分离和化学吸收等。

其中，吸收是最常用的方法之一，通过在废气中混入具有高亲和力的溶剂，使二氧化碳与溶剂发生物理或化学反应，将二氧化碳从气体中分离出来。

吸附则是利用特定的吸附材料，通过吸附和脱附的循环作用来分离二氧化碳。

膜分离则是利用特殊的薄膜材料，将二氧化碳从废气中分离出来。

目前，二氧化碳捕捉技术在工业应用中取得了显著的进展。

例如，煤炭发电厂、石油精炼厂和钢铁厂等大型工业设施已经开始采用二氧化碳捕捉技术，以减少其温室气体排放。

此外，一些创新的二氧化碳捕捉技术也在不断涌现，如碱性离子液体吸收 technology、氨溶液吸收技术以及金属有机配位化合物吸附技术等。

同时，二氧化碳的利用也是解决气候变化问题的重要方向之一。

通过二氧化碳的利用，可以将其转化为高附加值的化学品和燃料，实现二氧化碳的资源化利用。

目前，常见的二氧化碳利用途径包括碳捕捉储存（CCS）、碳中和、化学品制造、燃料生产和生物质转化等。

碳捕捉储存技术是将二氧化碳永久地封存于地下储层中，以减少其对大气的释放。

碳中和是指通过植树造林、湿地保护和农业碳汇等手段，将二氧化碳从大气中吸收并进行固定。

此外，通过利用二氧化碳生产化学品和燃料，可以减少对化石燃料的依赖，缓解能源安全和气候变化的双重压力。

尽管二氧化碳捕捉与利用技术在应对气候变化方面具有巨大潜力，但其在商业化规模上的应用仍面临一些挑战。

首先，二氧化碳捕捉技术的成本相对较高，特别是传统吸收技术的运行费用较高，导致其难以在商业层面上实现可行性。

离子液体催化二氧化碳合成环状碳酸酯的研究进展

ｇｎｃｓｌｅｔ．ａｉｖｎｏｓＫｅｗｏｄＣ０２ｃｃｉｃｒｏａｅＩｎｃｌｉｙｒｓｙｌｃａｂｎｔｏｉｉｄｕｑ
在固定Ｃ２ｏ的反应是利用Ｃ２ｏ和环氧化合物通过环加成反应合成环状碳酸酯的反应。如果在反应和处理过程当中不使用任何有机溶剂，反应将是一该个标准的“ 原子经济 ” 绿色化学 ” 和“ 反应，它没有任何副产物产生，成的环状碳酸酯不仅是一种性能优良生的有机溶剂，而且在药物和精细化学品的合成当中有
关键词二ｉｒｏａｅＳｎｈｓｓｆｏｖｌｐｎｆＣｙｌＣａｂｎｔｙｔｅｉｒｍＣ０２ＵｓｎｏｉｑｉｓｃｉｇＩｎｃＬｉｕｄ
ＱｉｇｕＬｕＣａｇＭａＳｏｂｉｎｇｏｉｈｎＸｈｕｏ
维普资讯
第２０卷第５期２００６年５月
化工时刊
ＣｅｃｌｎｕｔｉｓｈｍｉａＩｄｓｒＴｍｅｙ
ＶｏＩ２０，．Ｎｏ．５Ｍａ５．０６ｙ．２０
离子液体催化二氧化碳合成环状碳酸酯的研究进展
ｇｅｎｒａｄｓｍｐｅｃｕｅｏａｙｐｏｕｔｓｐｒｔｎａｄｃｔｌｓｅｙｌｎｄｕｎｃｓａｙＵｅｏｏａｉｄｈｒｕｌｏ－ｒｅｅｉｌｒｂａｓｅｓｒｄｃｅａａｉａａｙｔｒｃｃｉｇａｎｅｅｓｒＳｆｖｌｔｌａａｍｆｒｎｅｆｏｎｎｅｎ

《功能化双咪唑离子液体的合成及其在催化二氧化碳环加成反应中的应用》

《功能化双咪唑离子液体的合成及其在催化二氧化碳环加成反应中的应用》一、引言随着工业化的快速发展，二氧化碳的排放量不断增加，其导致的温室效应已成为全球关注的焦点。

因此，寻找有效的方法来减少二氧化碳的排放和利用，已成为科研领域的重要课题。

其中，催化二氧化碳环加成反应是一种重要的二氧化碳转化利用途径。

而离子液体作为一种新型的绿色溶剂和催化剂，具有优异的物理化学性质，如高热稳定性、良好的溶解性以及可调的极性等，被广泛应用于各种化学反应中。

近年来，功能化双咪唑离子液体因其独特的结构和性质，在催化二氧化碳环加成反应中表现出良好的催化性能。

本文旨在合成功能化双咪唑离子液体，并研究其在催化二氧化碳环加成反应中的应用。

二、功能化双咪唑离子液体的合成1. 合成路线功能化双咪唑离子液体的合成主要包括以下步骤：首先，通过溴代咪唑与相应的卤代烃进行亲核取代反应，得到单咪唑季铵盐；然后，将两个单咪唑季铵盐进行缩合反应，得到双咪唑离子液体；最后，通过与相应的阴离子进行离子交换，得到功能化双咪唑离子液体。

2. 合成方法（1）在氮气保护下，将溴代咪唑与卤代烃在有机溶剂中加热回流，进行亲核取代反应，得到单咪唑季铵盐。

（2）将两个单咪唑季铵盐在适当的溶剂中加热缩合，得到双咪唑离子液体。

（3）将双咪唑离子液体与相应的阴离子进行离子交换，得到功能化双咪唑离子液体。

三、功能化双咪唑离子液体在催化二氧化碳环加成反应中的应用1. 反应原理二氧化碳环加成反应是一种将二氧化碳转化为环状碳酸酯的重要方法。

在催化剂的作用下，二氧化碳与环氧化物发生环加成反应，生成环状碳酸酯和水。

功能化双咪唑离子液体作为一种有效的催化剂，能够促进这一反应的进行。

2. 实验方法（1）将功能化双咪唑离子液体作为催化剂加入到二氧化碳和环氧化物的混合体系中。

（2）在适当的温度和压力下，进行环加成反应。

（3）反应结束后，通过后处理得到环状碳酸酯产物。

3. 结果与讨论（1）实验结果表明，功能化双咪唑离子液体能够有效地催化二氧化碳环加成反应。

二氧化碳捕捉材料的研究进展

煤
炭
加
工
与
综
合
利
用
Ｎｏ３，２０．０１
ＣＡＲＣＳＩＧ＆ＣＭＰＥＥＳＶＴＬＺＴＯＯＬＰＯＥＳＮＯＲＨＮＩＥＵＩＩＡＩＮ
二氧化碳捕捉材料的研究进展
刘仁生，曹晨忠，赵兵，许树锋
（安矿业（团）限责任公司，山西长治０６０）潞集有４２４摘要：介绍了当前二氧化碳的捕捉材料及方法，主要包括溶液吸附剂、碱性金属化合物、
２１第３期００年
刘仁生，等：二氧化碳捕捉材料的研究进展
４７
（）活性炭是一种最常见的黑色大比表面积１的孔性吸附剂，其主要成分为无定型碳，还有少
碳。而目前通用的吸附材料在同等条件下的储藏
量不过２０ｉ，这种新型材料可以安放在汽车０ｎ
较好的吸附能力，尤其是氧化铝，当加入碱金属
有毒、捕捉效率低、原材料稀缺、能耗高。所以，新型碳捕捉材料的开发成为研究的重点。
１目前碳捕捉材料研究开发取得的成果
１１溶液吸附．
（Ｌ如ｉＯ、ＫＯ、Ｎ，它在高温下的吸附能力ａＯ）较物理吸附剂可大大提高；二是碱性金属盐，如碳酸钙、硅酸盐、硅酸锂、锆酸锂；三是水滑石
体之一，同时也是一种潜在的碳资源，Ｃ，为Ｏ作化工原料、致冷剂、油田增产剂、惰性介质、溶

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文章编号：ｌ６７２ — ６９８７（２Ｏ１５）０２一Ｏ１１９－０８；ＤＯＩ：１０．１６３５１／ｊ．１６７２ — ６９８７．２０１５．０２．００１
离子液体吸附二氧化碳的研究进展
ｎｅｇｌｉｇｉｂｌｅｖａｐｏｒｐｒｅｓｓｕｒｅａｎｄｄｅｓｉｇｎａｂｌｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅ．Ｉｎｔｈｉｓｒｅｖｉｅｗ，ｗｅｗｏｕｌｄｌｉｋｅｔｏａｄ —
二氧化碳是一个具有很大潜力的研究方向。关键词：离子液体；二氧化碳；吸附性能
中图分ＲｅｓｅａｒｃｈＰｒｏｇｒｅｓｓｉｎＩｏｎｉｃＬｉｑｕｉｄｓＡｂｓｏｒｐｔｉｏｎｏｆＣａｒｂｏｎＤｉｏｘｉｄｅ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃａｐｔｕｒｉｎｇ，ｓｅｐａｒａｔｉｎｇａｎｄｕｔｉｌｉｚｉｎｇｃａｒｂｏｎｄｉｏｘｉｄｅ（ＣＯｚ）ｉｓｎｏｗｅｘｔｅｎｓｉｖｅｌｙｃｏｎｃｅｒｎｅｄｉｎｔｈｅｗｏｒｌｄ．ＡｓａｐｏｔｅｎｔｉａｌａｎｄｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｌｙｂｅｎｉｇｎｓｏｌｖｅｎｔｉｎＣＯ２ａｂ — ｓｏｒｐｔｉｏｎ，ｉｏｎｉｃｌｉｑｕｉｄｓｐｒｏｖｏｋｅａｗｉｄｅｉｎｔｅｒｅｓｔｄｕｅｔｏｔｈｅｉｒｕｎｉｑｕｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｓｕｃｈａｓ
第３６卷第２期
２０１５年４月
青岛科技大学学报（自然科学版）
Ｖｏ１．３６Ｎｏ．２
Ａｐｒ．２０１５
ＪｏｕｒｎａｌｏｆＱｉｎｇｄａｏＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ）
ＳＯＮＧＨｏｎｇ — ｂｉｎｇ，ＧＡＩＨｅｎｇ－ｊａｎ，ＴＡＮＧＬｉｎ — ｓｈｅｎｇ・ＴＡＮＧＹｕｂａｏ
（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＣｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＱｉｎｇｄａｏＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｑｉｎｇｄａｏ２６６０４２，Ｃｈｉｎａ）
ｄｒｅｓｓｔｈｅｒｅｃｅｎｔｒｅｓｅａｒｃｈｐｒｏｇｒｅｓｓｅｓｉｎａｂｓｏｒｐｔｉｏｎａｎｄｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆＣＯ２ｕｓｉｎｇｉｏｎｉｃｌｉｑｕｉｄｓ．Ｔｈｅｐａｐｅｒｄｅｓｃｒｉｂｅｄｔｈｅｃａｒｂｏｎｄｉｏｘｉｄｅａｄｓｏｒｐｔｉｏｎｍａｔｅｒｉａｌｓｏｖｅｒｄｏｍｅｓｔｉｃａｎｄｏｖｅｒ — ｓｅａｓ：ｔａｓｋ－ｓｐｅｃｉｉｃｆｉｏｎｉｃｌｉｑｕｉｄｓ，ｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇｉｏｎｉｃｌｉｑｕｉｄｓａｎｄｐｏｌｙｍｅｒｉｃｉｏｎｉｃｌｉｑｕｉｄｓ（ＰｌＩｓ）．Ａｔｔｈｅｓａｍｅｔｉｍｅ．ｉｔａｌｓｏｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓＯｆａｂｓｏｒｐｔｉｏｎａｎｄｔｈｅｉｒａｄｖａｎｔａｇｅｓｏｒｄｉｓ～
宋红兵，盖恒军，唐林生，唐玉宝
（青岛科技大学化工学院，山东青岛２６６０４２）
摘要：二氧化碳（ＣＯ）的捕获、分离与利用已成为人类共同关心的重要课题。离子液
体具有几乎无蒸气压、良好的热稳定性、结构可设计性等独特优点，在Ｃｏ吸附分离领域
的巨大应用潜力已成共识。因此，综述了近年来离子液体吸附ＣＯ。的研究进展。主要介绍了国内外吸收Ｃ０：的３类离子液体：功能化离子液体，负载型离子液体及离子液体聚
合物。通过阐述它们对ＣＯ的吸附性能及优缺点，指出离子液体聚合物吸附剂用于吸附