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近年来,随着科技的飞速发展,化石能源的消耗也逐年增加,全球范围内面临着能源短缺。沼气作为一种廉价易得的清洁生物质能源越来越受到人们的重视,然而沼气中的CO2含量偏高,导致沼气的能源密度和热值降低,限制了其利用范围。为了能够更好的利用沼气资源,应当去除或降低沼气中的CO2含量。离子液体(ILs)作为一种环境友好型的―绿色溶液‖,对CO2具有良好的溶解性和选择分离性,已经成为研究的热点。本文合成了三种新型氨基酸功能化离子液体,考察了压强、温度和质量分数对氨基酸离子液吸收CO2性能的影响,探讨其循环再生稳定性;将三种氨基酸离子液体分别与N-甲基二乙醇胺(MDEA)水溶液复配成不同浓度的吸收液,考察对CO2的溶解度;将最佳浓度的复配液在填料吸收塔中用于沼气模拟气的净化吸收,考察液气比在590 L/m3的范围内对沼气模拟气的净化效果。本文得到了如下结论:(1)采用两步法合成了三种氨基酸离子液体:1-氨丙基-3-甲基咪唑甘氨酸盐([APMim][Gly])、1-氨丙基-3-甲基咪唑丙氨酸盐([APMim][Ala])、1-氨丙基-3-甲基咪唑赖氨酸盐([APMim][Lys]),通过红外分析和核磁共振氢谱确认合成样品为目标产物,经热重分析可知三种离子液具有很好的热稳定性。(2)通过考察压强、温度和质量分数对三种氨基酸离子液体吸收CO2性能可知,三种离子液对CO2的吸收速率和吸收量都随着压强的增加而增大,随着温度和质量分数的增加先增大再减小。在压强为1 MPa、温度30℃时,质量分数为20%的离子吸收液对CO2的单位吸收量达到最大,分别为1.32 mol/mol、1.25 mol/mol和1.72 mol/mol。对CH4吸收性能的考察可以发现,三种离子液具有很好的选择吸收性,对CH4基本不吸收。[APMim][Gly]、[APMim][Ala]、[APMim][Lys]三种离子液都具备良好的循环再生性能,经过七次解吸再生后,对CO2的吸收率分别为92.4%、87.2%、88.5%。(3)在MDEA与氨基酸离子液体的混合体系(质量分数分别为27%MDEA+3%ILs,25%MDEA+5%ILs和22%MDEA+8%ILs)中可以发现,25%MDEA+5%ILs复配时能够有效地提高MDEA水溶液对CO2的吸收速率和吸收量;其中,MDEA与[APMim][Gly]、[APMim][Ala]、[APMim][Lys]复配液的吸收量分别为0.932 mol/mol、0.91 mol/mol、1.11mol/mol。液气比在1585 L/m3的范围内时,25%MDEA+5%ILs的复配液在填料吸收塔中能够满足对沼气模拟气的净化吸收要求,净化气中CO2含量低于3%,为工业化的推广提供参考。