季胺基氨基酸離子液體吸收H2S和CO2的研究.pdf

1、天然氣和合成氣等混合氣流通常摻雜H2S和CO2等酸性氣體。H2S具有惡臭和腐蝕性，不僅嚴(yán)重危害人類健康，還會導(dǎo)致催化劑中毒，不利于反應(yīng)的發(fā)生。CO2不僅會降低天然氣和合成氣的熱值，還會導(dǎo)致全球氣溫上升，使人類面對更為嚴(yán)峻的的環(huán)境問題。同時(shí)，H2S和CO2又是重要的化工原料，可以轉(zhuǎn)化為種類多樣的化學(xué)品。季胺基氨基酸離子液體除了具備眾多常規(guī)離子液體的基本性質(zhì)外，還具有黏度小、可生物降解等優(yōu)點(diǎn)，是一種新型環(huán)保的功能化離子液體。針對離子液體黏度

2、大的問題，本文合成了多種低黏度的季胺基氨基酸離子液體，然后將其應(yīng)用于吸收H2S和CO2以及吸收機(jī)理的研究。最后，討論了季胺基氨基酸離子液體對多種酸性氣體的吸收。主要結(jié)論如下:
　　1、研究了不同季胺基氨基酸離子液體混合吸收劑對H2S吸收的影響。研究結(jié)果表明，H2S在離子液體中的溶解度與氨基酸陰離子中-NH2(或-NH-)的pKb值有關(guān)，pKb值越小，其溶解度越大。此外，溶劑乙二醇的加入不僅加快了混合吸收劑對H2S的吸收速率，還可能

3、改變了對H2S的吸收機(jī)理，最后提出季胺基氨基酸離子液體與乙二醇混合吸收劑對H2S的吸收機(jī)理。
　　2、針對季胺基氨基酸離子液體對CO2吸收機(jī)理的不明確，設(shè)計(jì)并合成了多種四乙基胺氨基酸離子液體，采用吸收實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、CO2物理吸收和化學(xué)吸收計(jì)算以及原位紅外(in-situ FTIR)和13C NMR等表征相結(jié)合的方式，對季胺基氨基酸離子液體吸收CO2的機(jī)理進(jìn)行了較為系統(tǒng)地研究。研究結(jié)果表明，在50℃，0.1 MPa的CO2在四乙基胺L-

4、脯氨酸離子液體([N2222][L-Pro])中的溶解度最大，為1.038 mol CO2/mol IL;通過CO2溶解度計(jì)算，其化學(xué)吸收量為0.989 mol CO2/mol IL，接近于等摩爾化學(xué)吸收;原位紅外(in-situ FTIR)和13C NMR等表征也證明在離子液體[N2222][L-Pro]吸收CO2后有氨基甲酸(-NHCOOH)基團(tuán)出現(xiàn)。
　　3、由于對離子液體吸收酸性氣體的共性認(rèn)識較少，研究了季胺基氨基酸離子液