季銨鹽離子液體及其水溶液的物性與吸收SO2機(jī)理研究.pdf

1、濕法脫硫是目前常用的脫硫技術(shù)，研究開發(fā)新型高效吸收劑成為目前大氣污染控制領(lǐng)域研究的熱點和難點。離子液體由于具有揮發(fā)性低、熱穩(wěn)定性高、可設(shè)計性等優(yōu)點，可作為一種新型吸收劑。季銨鹽離子液體能很好的吸收SO2，若要工業(yè)化應(yīng)用，必須降低體系的粘度，因此，課題組開展己內(nèi)酰胺-四丁基鹵化銨離子液體(CPL-TBAH ILs)水溶液吸收SO2的研究。
　　 本文研究了己內(nèi)酰胺-四丁基溴化銨離子液體(CPL-TBAB ILs)、己內(nèi)酰胺-四丁基

2、氯化銨離子液體(CPL-TBAC ILs)、己內(nèi)酰胺-四丁基氟化銨離子液體(CPL-TBAFILs)及其水溶液的各物理特性，包括熱穩(wěn)定性、pH值、粘度、密度、電導(dǎo)率，探討了三種離子液體吸收SO2的吸收量和循環(huán)利用性能。研究結(jié)果表明：(1)CPL-TBAHILs熱分解溫度在219℃-231℃之間，均顯酸性，粘度隨溫度的升高而降低，電導(dǎo)率隨著溫度的升高而增加。(2)CPL-TBAB ILs水溶液的pH值隨著溫度的增加而降低，隨著濃度的升高先

3、增加后略微降低；CPL-TBAC ILs水溶液的pH值隨著溫度的升高而增加，隨著濃度的升高先降低后增加；CPL-TBAF ILs水溶液的pH值隨著溫度的升高先增加后呈下降趨勢，隨著濃度的升高而增加。CPL-TBAH ILs水溶液的粘度隨著溫度的升高而降低，隨著濃度的升高而增大；CPL-TBAH ILs水溶液的密度隨著溫度的增加而降低，隨著離子液體濃度的升高而增大；CPL-TBAH ILs水溶液的電導(dǎo)率隨溫度的升高均降低，隨著濃度的增大，

4、電導(dǎo)率先增加后減小。(3)SO2對離子液體水溶液的溶解度隨著陰離子的增大而增加，CPL-TBAB ILs水溶液對SO2的吸收效果最好，且離子液體水溶液對SO2的循環(huán)解析率很高，均在95％以上。
　　 同時以CPL-TBAB ILs水溶液吸收SO2后上下層溶液定性分析為例，得到了上下層溶液中各組分含量，推測了離子液體水溶液與SO2相互作用關(guān)系。其相互作用關(guān)系為：離子液體的N-H與鹵素(F，C，Br)之間形成氫鍵，其水溶液吸收SO2

5、，H2O中的O和SO2中的S結(jié)合，形成S-O鍵，形成酸，導(dǎo)致形成的氫鍵斷裂，整個體系形成SO2-TBAH/CPL-H2O和SO2-CPL-H2O。CPL-TBAB ILs水溶液與CPL-TBAC ILs水溶液吸收SO2后形成的兩個體系不溶，產(chǎn)生分層，下層溶液為SO-TBAB/TBAC-H2O體系，上層溶液為SO2-CPL-H2O體系。CPL-TBAF ILs水溶液吸收SO2產(chǎn)生的兩個體系互溶。當(dāng)吸收后的溶液進(jìn)行旋蒸后，水和SO2消失，又