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中国是化石燃料消耗大国,化石燃料燃烧时产生的SO2是形成酸雨和雾霾的主要原因之一,严重危害到人类生存的环境。工业上广泛使用石膏/石浆法脱除SO2,具有吸收速率快和捕集效率高的优点,但产生大量固废硫酸钙。低共熔溶剂(DES)是由氢键供体(HBD)和氢键受体(HBA)组成的离子液体类似物,具有离子液体的诸多优异性质,同时价格低廉、原料易得等,为SO2捕集提供了新方法,如何提高吸收能力是DES作为SO2吸收剂的关键所在。因此本文着重构建多种功能化的DES并用于SO2吸收研究,再结合波谱手段分析其吸收机制。本文以愈创木酚(GC)和季铵盐[氯化胆碱(CC)、氯化乙酰胆碱(ACC)、二乙胺盐酸盐(DH)]配对制备了三种DES。对其物性及303.15333.15 K、01.2 bar下SO2的溶解度进行测定,通过模型关联实验数据,获得了亨利常数Hm及标准吉布斯自由能ΔdisG、溶解焓ΔdisH和溶解熵ΔdisS。研究结果表明:GC-CC(3:1)对SO2的吸收效果最好,且具有最高的SO2/CO2选择性;溶解焓为负值说明吸收过程为放热反应。为了提高低压下SO2的捕集能力,本文引入咪唑和三氮唑作为功能化HBD,与氯化乙酰胆碱配对并构建了系列功能化唑类DES。测定了其物性数据并用于SO2捕集研究。结果表明:唑类DES粘度低,热稳定性好;ACC-Im(1:2)在313.15K、0.1bar和3300 ppm的SO2浓度下吸收容量分别为0.381 g SO2/g DES和0.116g SO2/g DES;唑类HBA是高效吸收SO2的功能化组分,波谱分析表明对SO2起主要作用的是唑类环上的N原子;咪唑的碱性强于三氮唑,从而咪唑类DES比三氮唑类DES捕集SO2效果更好;ACC-Im(1:2)中SO2/CO2选择性达到198.38;唑类DES具有良好的循环利用性能。在此基础上,本文试图采用价格更低廉的氯化胆碱(CC)来代替氯化乙酰胆碱(ACC)制备CC-Im类DES,但其在室温下呈现固态,因此加入环境友好的PEG200、乙二醇(EG)和甘油(Gly)作为复配溶剂,制备得到一系列的三元功能化DES,用于SO2的捕集中。结果表明复配溶剂对三元功能DES的重量吸收容量影响明显,在1%SO2、313.15K时,CC-EG-Im(1:2:3),CC-Gly-Im(1:2:3)和CC-PEG200-Im(1:2:3)的吸收量分别为0.294 g SO2/g DES,0.258 g SO2/g DES和0.157 g SO2/g DES。随Im比例的增加,DES的吸收容量增大,SO2/CO2选择性增加。最后,本文综合考量粘度、吸收量和SO2/CO2选择性后,采用ACC-Im(1:2)作为烟气脱硫吸收剂进行ASPEN模拟单塔吸收SO2的过程。结果表明:ACC-Im(1:2)在进料温度为20℃,吸收剂用量为42 m3·h-1时,可将常压、80℃、6248 m3·h-1的湿烟气,从初始SO2浓度4000 ppm降至35 ppm,相应的去除率达到98.6%。