低粘度功能化离子液体强化二氧化碳可逆吸收的应用基础研究

溶剂吸收是一种迄今最有吸引力和广泛应用的脱除与回收CO2技术。CO2脱除并作为资源回收的关键是开发具有优良传递性能和吸收容量的可逆吸收剂。本项目在前期预研的基础上提出功能化离子液体作为强化CO2可逆吸收的观点，探讨包含功能化离子液体的新型吸收溶液在将来取代绿色化程度不高的现有工业吸收剂的可行性和可能性。为此，本文的研究内容从新型功能化离子液体的分子设计、合成、性质表征出发，展开基于功能化离子液体的新型CO2可逆吸收液的构成设计与应用特性，吸收热力学，传递（流体流动、传质、传热）过程特性与工艺等的研究，集新理论、新物种、新数据等源头创新和新工艺、流程和设备的技术革新于一体，属对CO2吸收分离这一专门课题一条龙式的应用基础研究。预计在3年内发表高水平论文6篇以上、申请发明专利3个以上、并形成自有研究体系和特色。

本项目提出了功能化离子液体作为强化CO2可逆吸收的观点，探讨包含功能化离子液体的新型吸收溶液在将来取代绿色化程度不高的现有工业吸收剂的可行性和可能性。为此，本项目从新型功能化离子液体的分子设计、合成、性质表征出发，展开基于功能化离子液体的新型CO2可逆吸收液的构成设计与应用特性，吸收热力学，传递（流体流动、传质、传热）过程特性与工艺等内容的研究。通过3年的研究，合成并表征了几十种有机酸或氨基酸功能化的离子液体新物种，测定了它们吸收CO2的性能，筛选获得了几种重要的低粘度功能化离子液体，将它们与MDEA、环丁砜、碳酸丙烯酯、水等中的一种或几种构成几种混合溶液，考察了这些离子液体增强混合溶液吸收CO2的热力学、动力学及传递过程的机理和特性，并在数据分析的基础上获得了几种离子液体增强吸收液的构成设计方法。项目研究在3年内共发表国际主流刊物论文12篇、国内核心刊物论文1篇，申请发明专利6个（其中1项已授权）、培养毕业研究生3名（1名博士+2名硕士），在读研究生3名，形成了自有特色的研究体系和成果，圆满完成了项目合同规定的研究任务。