仿生型离子液体捕集温室气体CO2的基础研究

针对温室气体减排这一国际性问题，本研究提出利用仿生型离子液体捕集CO2。通过恒定容积法实验测定CO2在多种离子液体中的溶解度，结合前期建立的气体-离子液体气液平衡数据库，分析阴、阳离子结构对离子液体吸收CO2性能的影响规律；基于人体呼吸时血液运输CO2的机理，特别是物理吸收（解吸）对化学吸收（解吸）的调控作用，定向设计仿生型离子液体；采用计算机模拟和FTIR、NMR等手段分析测试，研究离子液体与气体的微观作用机理；在此基础上，建立离子液体分离气体的定量结构-性质相关（QSPR）模型，优化得到CO2吸收容量大、解吸能耗低的仿生型离子液体；实验模拟电厂烟道气的CO2捕集过程，优化吸收-解吸操作的控制条件。本项目的研究将在开发绿色、高效、经济的CO2捕集工艺方面取得实质性突破，仿生学的思路也可望为分离科学的发展提供一个新的方向。

针对温室气体减排这一国际性问题，本研究提出利用仿生型离子液体吸收捕集CO2。采用恒定容积法实验测定了CO2在多种离子液体及其混合溶剂中的溶解度和表观吸收速率；采用密度泛函理论，选用Materials Studio软件对离子液体吸收CO2过程进行了量子化学研究；结合前期建立的气体-离子液体气液平衡数据库，研究了离子液体与CO2气体的微观作用机理，分析了阴、阳离子结构对离子液体吸收CO2性能的影响规律；在此基础上，建立离子液体分离气体的定量结构-性质相关（QSPR）模型，定向设计离子液体，优化得到CO2吸收容量大、解吸能耗低的仿生型离子液体；实验模拟电厂烟道气的CO2捕集过程，优化吸收-解吸操作的控制条件。本项目的研究为开发绿色、高效、经济的CO2捕集工艺方面提供基础数据，也可用于天然气脱碳等工业过程。