摘 要

基于CO₂减排问题，本文采用胆碱脯氨酸（[Cho][Pro]）离子液体对CO₂进行捕集，成功合成了离子液体以及进行了相关表征，并研究了己二酸对[Cho][Pro]离子液体水溶液吸收-解吸二氧化碳性能的影响。在解吸过程中，考察己二酸对[Cho][Pro]离子液体吸收CO₂饱和水溶液解吸的影响，并进行二次吸收，结果表明：加入己二酸后[Cho][Pro]离子液体吸收二氧化碳的容量有着微弱的下降，但几乎没有大的影响，但在多次循坏吸收-解吸后，吸收量却有着相对明显的降低；在解吸过程中，发现加酸后在相同解吸条件下，二氧化碳的解吸量明显上升，而且更快的达到平衡。由于弱酸的加入不会对二次吸收造成很大的影响，但是会大大促进二氧化碳解吸速率。由此我们可以得知[Cho][Pro]离子液体在解吸二氧化碳时加入适量的己二酸可以加快二氧化碳的解吸速率,并且加大解吸量。

关键词：[Cho][Pro]离子液体水溶液,CO₂捕集；解吸；己二酸

Effect of weak acid on the desorption properties of aqueous [Cho][Pro] solution

ABSTRACT

In order to solve the problem of carbon dioxide emissions，the aqueous [Cho][Pro] solution is used to capture CO₂ in this article. Then, successfully synthesized [Cho][Pro] and carried on the related characterization. We also study the effect of adipic acid on CO₂ absorption and desorption of aqueous [Cho][Pro] solution . In the regeneration process, the effect of addition with adipic acid on the desorption of CO₂- saturated aqueous [Cho][Pro] solution was studied., and carried out second absorption, the results indicate that the CO₂ capacity shows a little decrease with the addition of adipic acid. But after multiple loop absorption-desorption, the absorption has a relative significantly reduce. In the process of desorption, we found that under the same condition of desorption, CO₂ desorption quantity increased obviously with addition of acid, and more easily to achieve balance. It is known that the addition of weak acid has a good performance on promoting the desorption process, and will not cause great influence on the second absorption. Thus it can be concluded that in the desorption of CO₂, adding suitable amount of adipic acid to the aqueous [Cho][Pro] solution can accelerate the desorption rate of CO₂, and also can increase the desorption amount.

Key words: aqueous [Cho][Pro] solution; CO₂ capture ; desorption ; adipic acid

目 录

摘 要 I

ABSTRACT II

第一章 文献综述 1

1.1 背景 1

1.2 研究现状 2

1.2.1 醇胺吸收法 2

1.2.2吸附法 2

1.2.3 膜分离法 3

1.2.4 高压水洗法 3

1.2.5 离子液体吸收 4

1.3 实验思路 5

1.4 本研究的主要内容和意义 5

第二章 实验部分 7

2.1 实验器材 7

2.2 实验试剂 7

2.3 离子液体的合成 8

2.3.1 一步合成法 8

2.3.2 离子交换树脂法 8

2.4 表征 8

2.4.1 氢谱图 9

2.4.2 红外 10

2.4.3 TGA图 11

2.5 气体质量流量的标定 11

2.6 吸收实验与解吸实验 13

2.6.1 吸收实验 13

2.6.2 解吸实验 13

第三章 结果与讨论 15

第四章 结论与展望 19

4.1结论 19

4.2展望 19

参考文献 20

致 谢 23

第一章 文献综述

1.1 背景

2009年12月联合国天气变化大会在丹麦哥本哈根召开了192个国家的主导者共同讨论了《京都议定书》到期后的后期计划，也就是2012—2020年的全世界减排协议。^[1]根据国际能源机构（IEA）2012年5月24日公布的统计来看，2011年全球二氧化碳排放量比2010年增加3.2%到达316亿吨，创历史新高^[2]。随着当代工业的不断进步，耗损了大量的化石能源使得二氧化碳的排放对环境造成严重污染，据碳监测行动（CARMA）网站提供的数据2012年全球的二氧化碳排放量已达到创纪录的356亿吨，二氧化碳的减排已刻不容缓^[3]。

目前，温室效应带来的平均气温上升、冰川融化、海平面升高等问题已经对人类的生存造成了威胁，成为全球急需解决的问题。温室气体主要包含二氧化碳、甲烷、氮的氧化物等，其中二氧化碳是最主要的温室气体，对环境的影响最大，在导致气候变化的各种温室气体中，二氧化碳对温室气体效应的影响最大，占了百分之六十三^[4]。所以，减少二氧化碳的排放将会是缓解温室效应的一项重要举措。

全球天气日趋变暖的问题使得各国不得不对温室气体排放越发重视。《京都议定书》第7次缔约会议决定2013年开始实施《京都议定书》第二承诺期，减少各国温室气体的排放。作为全世界最大的二氧化碳排放国，我国2011年排放量增长7亿吨以上增加幅度百分之九点三^[2]。所以我国要想实现在哥本哈根会议上公布的二氧化碳减排指标需要投入更大的精力。我国在《“十二五”温室气体排放工作方案》中提出了到2015年全国单位国内生产总值排放比2010年下降百分之十七的目标^[5]，大力开展节能降耗、优化能源结构、努力增加碳汇、加速形成以低碳为特征的工业体系和生活方式^[6]。中国能源结构以煤为主，面临着越来越大的温室气体减排压力^[7]，进行温室气体减排的关键在燃煤二氧化碳的减排^[8]。

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