用于CO2吸附的負(fù)載型咪唑離子液體合成及性能研究.pdf

1、采用浸漬法將咪唑型離子液體負(fù)載到硅膠和活性炭上，制得一系列負(fù)載離子液體，并對(duì)其進(jìn)行了 FTIR、TG、DSC、SEM表征和CO2吸附性能評(píng)價(jià)。系統(tǒng)研究了試驗(yàn)條件，如載體種類、載體活化方法、浸漬液濃度、浸漬時(shí)間、離子液體種類和負(fù)載量等參數(shù)，對(duì)樣品孔結(jié)構(gòu)分布、CO2吸附量、CO2/N2選擇性和抗水性能的影響規(guī)律，還探討了 CO2在負(fù)載離子液體內(nèi)的吸附擴(kuò)散機(jī)理。主要研究結(jié)論如下：
　?。?）FTIR分析結(jié)果表明，浸漬法成功將離子液體負(fù)載

2、到硅膠和活性炭上。TG分析結(jié)果表明，負(fù)載離子液體具有良好的熱穩(wěn)定性。DSC分析結(jié)果表明，負(fù)載于載體上的[Emin]TFSI以結(jié)晶態(tài)和游離態(tài)兩種狀態(tài)存在，且其熔點(diǎn)相對(duì)于純離子液體的有所下降。SEM分析結(jié)果表明，負(fù)載離子液體能夠較好地保持多孔材料的孔結(jié)構(gòu)特征。
　　（2）浸漬試驗(yàn)參數(shù)，如浸漬液濃度和時(shí)間、載體種類和活化方法、離子液體種類和負(fù)載量等對(duì)負(fù)載型咪唑離子液體樣品的孔道特征、CO2吸附量、CO2/N2選擇性能和抗水性能均有一定的

3、影響。在298 K和0.1 MPa下，浸漬液濃度為0.24 mol/L，浸漬時(shí)間為3 h的活性炭負(fù)載[Bmim]TFSI樣品BMT-AC-3hCO2吸附量較高，達(dá)8.65wt％。離子液體的引入能夠有效阻止氮?dú)夂退羝倪M(jìn)入，明顯提高負(fù)載離子液體樣品的 CO2/N2吸附選擇性和抗水性能，且活性炭負(fù)載較長(zhǎng)烷基鏈的咪唑樣品 OMT-AC-6h，具有較好的選擇性和抗水性能。負(fù)載離子液體樣品具有良好的CO2吸附/脫附循環(huán)使用性能。
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4、）利用吸附平衡模型Freundlich方程對(duì)273 K下CO2在負(fù)載型咪唑離子液體上的吸附等溫線進(jìn)行擬合。負(fù)載型咪唑離子液體的 CO2吸附機(jī)理傾向于吸附劑表面不均勻的多分子層覆蓋，即符合Freundlich方程。
　　（4）HSDM模型可以較好地?cái)M合負(fù)載型咪唑離子液體的CO2吸附數(shù)據(jù)，并得到了CO2在硅膠負(fù)載咪唑離子液體中的擴(kuò)散系數(shù)Ds值數(shù)量級(jí)為10-7 m2/s，在活性炭負(fù)載離子液體中的Ds值數(shù)量級(jí)為10-8 m2/s，比純離子