论文部分内容阅读
本论文主要研制了有机羧酸类离子液体和醇胺类离子液体,并分别研究这两类离子液体的脱硫性能的。
首先选用缩苹果酸等六种有机酸提供阴离子,N,N-二乙基乙胺提供阳离子,采用一步法合成有机羧酸类离子液体。以二羟基琥珀酸和N,N-二乙基乙胺合成的TEA-ADA离子液体为例,进行正交实验,确定该离子液体的最优合成条件为:时间8h、温度308K、有机酸与胺的摩尔比1:2.5。然后对正交实验结果的方差进行分析,发现反应时间对产率的影响最为显著,其次是有机酸和胺的摩尔比,反应温度对产率的影响最小。最后通过对最优方案的真值点估计,并对其计算得到最优反应条件下的产率为89.11%。最优反应条件下实验获得的实际产率为92.46%,实验结果表明该最优反应条件是合理的。在此最优反应条件的基础上,合成了其它五种有机羧酸类离子液体,最终产率均为90%以上。通过红外光谱和核磁共振氢谱对这几种离子液体进行表征,结果表明制备的产物与目标离子液体的结构一致。
通过两步法合成了醇胺类离子液体。第一步选取二甲胺、二乙胺、二正丙胺、二异丙胺、二乙醇胺分别和环氧氯丙烷反应,合成二胺类化合物。其中产率最高的是二乙胺与环氧氯丙烷反应生成的1,3-二(二乙胺基)-2-丙醇。第二步用1,3-二(二乙胺基)-2-丙醇分别与甲酸和乙酸在室温下反应,生成二乙胺甲酸盐和二乙胺乙酸盐离子液体。这两种离子液体的红外光谱和核磁共振氢谱表明制备的产物与目标离子液体的结构一致。
将合成的有机羧酸类离子液体和醇胺类离子液体分别作为吸收剂,对SO2和N2混合的模拟烟气进行脱硫实验,考察温度、时间及循环次数对两类离子液体吸收及解吸SO2的性能的影响。实验结果表明,这两类离子液体都具有吸收和解吸SO2的性能。有机羧酸类离子液体中TEA-MALOA离子液体的吸收和解吸SO2性能最好。TEA-SEA和TEA-TAA离子液体的吸收量最小,且在吸收时产生沉淀,解吸时沉淀不消失,化学性质发生了变化。醇胺类离子液体中二乙胺甲酸盐对SO2吸收量高于二乙胺乙酸盐,但是解吸量却小于二乙胺乙酸盐。