一氧化氮低共熔吸收剂的制备及性能研究

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煤炭在我国能源结构中占据主要地位,其燃烧产生的烟气中含有大量的氮氧化物,对人体和环境造成了极大危害,氮氧化物中90%以上为一氧化氮。目前,国内外提出了许多一氧化氮去除方法。但是,这些方法难以满足环保和经济等方面的严格要求。低共熔溶剂因其自身特殊的理化性质,如易合成、无污染等,有望应用于一氧化氮的去除工作中。因此,本文将一氧化氮和低共熔溶剂作为主要研究对象。
  本文通过筛选氢键供体与氢键受体,优选苯甲酸/四丁基氯化膦(1∶2)低共熔溶剂和丙三醇/氯化1-丁基-3甲基咪唑盐(1∶1)低共熔溶剂。通过吸收实验、吸收-解吸重复实验、热重测试、吸收损耗探究和二氧化碳选择性实验,探究了两种低共熔溶剂的一氧化氮饱和吸收量随温度的变化规律、重复使用性、热稳定性、吸收过程损耗和二氧化碳选择性。通过红外光谱图、氢核磁谱图,探究了两种低共熔溶剂对一氧化氮的吸收机理,并通过高斯模拟计算进行了验证。实验结果显示,两种低共熔溶剂对一氧化氮均具有较高的吸收量。苯甲酸/四丁基氯化膦(1∶2)低共熔溶剂对一氧化氮的摩尔吸收量高达2.75mol/mol;丙三醇/氯化1-丁基-3甲基咪唑盐(1∶1)低共熔溶剂对一氧化氮的摩尔吸收量为1.16mol/mol,但质量吸收量高达0.13g/g。两种低共熔溶剂均具有良好的重复使用性,一氧化氮解吸率高于70%,具有满足温度使用要求的热稳定性,吸收过程损耗少,一氧化氮选择性高等优点。机理探究结果证明苯甲酸与丙三醇的去质子化作用是产生一氧化氮吸收的主要原因。
  所开发的低共熔溶剂合成简单、无污染、一氧化氮吸收量高,对氮氧化物吸收剂的开发具有重要意义。
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