燃煤过程中以CO2为主的温室气体的排放,引起全球变暖的现实正不断地向全世界敲响警钟。功能离子液体在吸收分离CO2、SO2方面具有高效、经济、环保等方面的优势,是一种极具竞争潜力的CO2、SO2分离固定技术。研究探索一种能够有效改善功能型离子液体吸收分离CO2、SO2性能的方法,对于该项技术在燃煤CO2减排领域的应用具有十分重要的理论和应用价值。 课题主要围绕功能性离子液体在吸收分离燃煤烟气中CO2和SO2的性能方面进行了富有成效的研究工作,主要内容包括: 运用“两步合成法”成功合成了胺基咪唑类离子液体,并系统全面地研究了反应温度、反应时间、溶剂种类、提纯条件、不同阴离子置换剂等对胺基咪唑功能离子液体的合成产率、产物纯度和合成成本的影响;采用功能性离子液体与醇胺混合以及与常规离子液体混合的方法,对改善胺基咪唑功能离子液体[NH2e-mim][BF4]在CO2中的吸收分离性能进行了有益的尝试,通过实验得到了基于较优CO2吸收和解析性能的混合物配比、吸收和解析工艺条件及多次吸收-解析循环中混合物的物化性能变化;考察了三种阴离子基于乳酸盐的咪唑类,胍盐类和醇胺类功能化离子液体作对SO2 的吸收性能。以MCM-41为负载材料,采用浸渍蒸发法负载TMGL离子液体,通过各种手段表征负载前后颗粒的结构与性质,进一步研究了负载量、气流量等因素对负载化离子液体的吸收/解析性能的影响;研究分析了功能性离子液体吸收分离SO2的吸收机理。 研究结果表明,[NH2e-mim][BF4]在与醇胺和常规离子液体混合后均极大地降低了其粘度,有效地改善了其CO2的吸收分离性能,[NH2e-mim][BF4]与常规离子液体的混合较其与醇胺的混合在吸收分离CO2的性能的改善上更具优势;负载颗粒具有较大的比表面积和较好的热稳定性,且具有更高的SO2吸收速率和解析率,具有可循环再生的优势。 课题严格按照项目计划书的计划安排,圆满完成了研究任务,达到了预期的目标。已发表论文7篇,其中国际期刊5篇,国内核心期刊2篇,被SCI收录5篇,EI收录6篇;参加会议交流3篇次;培养博士1名,硕士2名。