【摘 要】
：
化石燃料燃烧产生的SO2对人类健康和生态环境造成巨大危害。近年来,开发蒸气压低、结构可调的离子液体（ILs）实现高效可逆SO2吸收成为研究热点,但粘度高、成本高昂的问题限制ILs大规模应用。在诸多ILs中,价格低廉的多位点质子型离子液体（PILs）表现出良好的SO2吸收性能,而醚基功能化ILs因其独特物理化学性质备受关注。受此启发,本文开发新型醚基功能化二胺型离子液体用于吸收SO2,并将其分别与水
【基金项目】
：
国家重点研发计划项目“钢铁有色行业水资源高效循环利用技术及示范”子课题—节水节能型冶炼烟气净化与资源化技术集成与示范（2016YFC0400406）；
论文部分内容阅读
化石燃料燃烧产生的SO2对人类健康和生态环境造成巨大危害。近年来,开发蒸气压低、结构可调的离子液体（ILs）实现高效可逆SO2吸收成为研究热点,但粘度高、成本高昂的问题限制ILs大规模应用。在诸多ILs中,价格低廉的多位点质子型离子液体（PILs）表现出良好的SO2吸收性能,而醚基功能化ILs因其独特物理化学性质备受关注。受此启发,本文开发新型醚基功能化二胺型离子液体用于吸收SO2,并将其分别与水和有机溶剂混配制备两类复合吸收剂,系统研究其脱硫性能和吸收机理,主要内容如下:通过酸碱中和一步法合成醚基功能化二胺类质子型离子液体（EDPIL）,相比传统PILs,EDPILs展现出更高的SO2吸收性能和更快的吸收速率。实验结果和量子化学计算分析表明,叔胺基上N原子展现出相比羧酸根上O原子更高的反应活性;醚键基团与SO2分子之间发生物理相互作用。随后采用具有更高脱硫性能的双（2-二甲基氨乙基）醚二乳酸盐（[BDMAEE][L]2）制备水溶液。对[BDMAEE][L]2水溶液脱硫性能的综合测试结果表明其可以实现低浓度SO2的高效吸收。特别地,50 wt%[BDMAEE][L]2水溶液在40 oC和0.2 vol%SO2下表现出高SO2吸收性能(1.04 molSO2/mol ILs,0.097 g SO2/gabsorbent);同时50 wt%[BDMAEE][L]2水溶液对低浓度SO2的脱除效率接近100%。为了提高吸收剂解吸效率且降低再生能耗,通过将醚基功能化有机溶剂和[BDMAEE][L]2混合制备复合吸收剂。[BDMAEE][L]2-TEG（1:2）展现出良好的SO2捕集性能:[BDMAEE][L]2-TEG（1:2）在40 oC和2 vol%SO2下测得的SO2吸收容量为1.012 molSO2/molabsorbent,表明其可以高效吸收低浓度SO2。此外,吸收饱和的[BDMAEE][L]2-TEG（1:2）表现优异解吸效率,其在80 oC下解吸效率高达99.4%。[BDMAEE][L]2-TEG（1:2）经过5次吸收-解吸循环实验后,吸收性能未发生明显变化,表明其良好的循环使用性能。光谱表征结果表明,阴离子上-COO-和结构中醚键基团与SO2分子发生多位点相互作用,因此SO2吸收机理为化学吸收与物理吸收协同作用。本文开发的两种醚基功能化二胺型离子液体复合吸收剂,皆具有高脱硫性能和良好循环使用性,在烟气脱硫领域具有广阔的应用前景。
其他文献
精馏是化工领域应用最为广泛的分离工艺。因其能耗密集,精馏过程的节能问题一直得到广泛关注和研究,各种节能技术也不断涌出,如能量集成精馏、热耦合精馏和热泵精馏等。这就导致针对同一分离任务,存在多种可供选择完成任务的精馏序列,而不同序列的表现可能差异巨大。三组元精馏是多组元精馏的基本单元,其最优序列的选择一般可以通过经验规则确定。然而,随着各种节能技术的涌出,其最优序列的搜索空间就变得更大,发展出一个模
盐酸拉贝洛尔是一种适用于各种类型高血压的高效有机盐酸盐降压药,可与α受体与β受体产生阻抗作用,从而发挥降压作用。目前,国内外企业生产的盐酸拉贝洛尔产品存在溶解性差、流动性差、收率低等问题。因此,亟需对其晶型及其结晶过程进行研究,进而开发性能更为优良的新晶型。在上述背景下,本文采用晶体工程学方法,对盐酸拉贝洛尔多晶型现象及其结晶过程进行了系统研究,并在上述理论研究的基础上开发了盐酸拉贝洛尔新晶型及其
膜污染是制约膜分离技术发展的瓶颈之一。目前,通过提升膜的亲水性以增强其抗污染能力成为研究热点。仿生粘合策略具有通用、简单易行、稳定性高等优势,被广泛应用于膜的亲水性改性研究中。然而,该方法在应用过程中存在耗时、涂层亲水性低等缺陷。本文以疏水聚偏氟乙烯（PVDF）膜为研究对象,基于仿生粘合策略,通过引入氧化剂和抗污染修饰物实现膜表面高亲水涂层的快速构建。主要研究内容如下:首先,以CuSO4/H2O2
在化工生产中,传递现象决定了包含反应器在内的多种设备的性能。影响传递现象的一个重要因素是设备的内部结构,优化设备结构实现特定的流动形式是提高传递过程效率的一种重要手段。本文针对热量传递和动量传递过程,通过建立基于群智能优化算法的设备结构优化方法,实现传递过程强化。针对单目标体点导热优化问题,提出二进制粒子群算法（BPSO）。通过BPSO优化高导热材料的分布位置,从而获得最优导热通道结构。考察热导率
随着新能源开发和利用的日益普及,人们对储能器件的需求愈发迫切。超级电容器因其优秀的功率密度和较好的能量密度引起广泛关注,开发性能优异的电极材料是改善超级电容器性能的主要研究方向。层状双金属氢氧化物（LDHs）是一种二维层状纳米材料,因其易于调控和复合功能化的特点广泛应用于催化、分离、生物及储能等领域。本文探究了不同界面调控方法对NiCo-LDHs结构和性能的影响规律,并在此基础上利用天然埃洛石纳米
设计构建具有弯曲、扭转等机械行为的有机晶体材料是近十年新兴的研究领域。理解其机械行为、晶体结构、材料性质之间的关系有助于创造机械灵活的功能晶体材料。然而,目前机械变形的尺度停留在宏观水平,且它的功能性应用较少,因此,本文以发挥机械行为价值为目标,提出微观尺度的机械行为调控策略,开发基于机械行为产生光学/电学功能的有机晶体材料。首先,本文提出了一种通过自下而上的溶液结晶方法的晶体自弯曲途径,并实现了
随着核能的不断开发利用,氢同位素液相催化交换工艺作为一种处理含氘水的有效手段受到广泛关注,其中催化剂的制备作为该工艺的关键环节,已被广泛研究,但仍存在内扩散严重、铂利用率低、稳定性差等问题。本文旨在研究制备高效且稳定的铂催化剂,并将其应用于微通道反应器中,利用微通道反应器的强化作用,达到提高氢-水同位素交换反应转化效率的目的。论文首先利用静电作用,制备了铂/包覆层状双金属氢氧化物的二氧化硅纳小球（
工业生产和人类活动会引发严重的环境污染问题,其中有毒有机物造成的水污染对生物的生存具有巨大的威胁,而基于过硫酸盐的高级氧化技术是一种新兴的有机污染物降解方法,可用于水体的高效修复。常用的过渡金属催化剂使用时容易造成二次污染,因此环境友好的碳基材料引起了广泛的关注。本论文采用二茂铁负载的氧化钙（CaO）作为模板、以吡啶作为含氮有机碳前驱体,采用化学气相沉积（CVD）方法制备负载Fe单原子的三维氮掺杂
结晶过程是一种非线性、强滞后、多参数和强耦合的过程,直接影响产品的诸多性质,如晶型、纯度、晶习、粒度及粒度分布等。结晶过程控制的实质是协调成核与生长之间的竞争,传统的控制方法很难解决这一矛盾,过饱和度控制（SSC）/浓度反馈控制（CFC）可以精准控制结晶路径,实现对晶体成核与生长的控制。对氨基苯甲酸（PABA）是一种应用广泛的药物中间体,存在两种晶型,市售的α晶型呈针状容易破碎。本文选定PABA为
富镍层状正极材料LiNi0.6Co0.1Mn0.3O2（NCM613）具有能量密度高,成本低的优点,是一种非常有前景的正极材料,然而也存在着寿命短、倍率性能差等问题。针对以上问题,本研究制备了离子掺杂和表面包覆协同改性的NCM613正极材料,并研究了改性材料的结构性质以及在高截止电压的电化学性能,主要研究内容如下:采用固相法制备了B3+掺杂和LiBO2包覆的NCM613正极材料,通过XRD、XPS