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由于完善现有有机胺溶剂吸收CO2体系中的各组分浓度等基础实验数据对其在热力学、动力学领域的数值和流程模拟,以及实际工业中的应用具有十分重要的意义,因此本研究着重对有机胺溶液吸收CO2体系中的各组分分布进行了深入研究。此外,基于现有有机胺开发性能优良的混合胺溶剂,以改善传统有机胺溶剂的缺陷,是有机胺溶剂在CO2捕获领域中的一种重要发展方向,因而本文中的研究工作主要就以下两个方面展开。一方面,针对选取的三种新型叔胺(1-(2-羟乙基)哌啶(1-(2-HE)PP)、3-二乙胺基-1,2-丙二醇(DEA-1,2-PD)和N-(2-羟乙基)吡咯烷(1-(2-HE)PRLD))溶液吸收CO2的体系,在298 K下,浓度为1.0 mol/L的条件下,分别采用三种方法(pH法、13CNMR法和pH+13CNMR法)进行对比研究。基于对这三种新型叔胺溶液的pKa值、质子化率、吸收CO2体系中的pH值的绝对变化值、CO2负载、各组分(自由胺、质子化的胺、HCO3-和CO32-)浓度分布情况的研究,获得了这三种新型叔胺的pKa值与温度(T)之间拟合效果较好的拟合方程,且pKa值随着温度的升高而减小,pKa值的排序为:1-(2-HE)PRLD>DEA-1,2-PD>1-(2-HE)PP>MDEA,CO2 吸收速率的排序为:DEA-1,2-PD>1-(2-HE)PP>1-(2-HE)PRLD,CO2 吸收容量的排序为:1-(2-HE)PRLD>DEA-1,2-PD>1-(2-HE)PP。此外,本研究对比了三种分析方法的准确度和实验成本,其排序均为:13CNMR法>pH+13CNMR法>pH法。另一方面,用13C NMR法研究MEA-DEA(MEA:DEA=2.0:0、1.5:0.5、1.0:1.0和0:2.0)混合溶液在301 K下吸收CO2的体系。基于对各体系的13C NMR图谱和各组分(MEACOO-、DEACOO-、MEA、DEA、MEAH+、DEAH+、HCO3-和CO32-)的浓度分布情况的分析,得出MEA-DEA-CO2-H2O混合体系中的反应过程可以被分为三个阶段,并且在不同的反应阶段体现了 MEA和DEA之间不同情况的竞争和协同关系。与DEA混合后,溶液中的MEACOO-的最高浓度点和HCO3-/CO32-开始出现点所对应的CO2负载均明显降低,一定程度上减小了从富胺溶液中解吸出CO2的难度。此外,对比不同的混合比例发现,1.0MMEA-1.0MDEA混合溶液的CO2吸收和解吸性能均较好,因而适当混合比例的MEA-DEA混合溶剂有望兼有良好的吸收和解吸性能。