离子液体的脱硫研究与应用进展文献综述

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1、离子液体的脱硫研究与应用进展文献综述高分子材料11-1班20112997李志远20112980梁涛离子液体的脱硫研究与应用进展文献综述摘要:离子液体作为环境友好型溶剂，在吸收SO2方面具有一般脱硫剂无法比拟的优势。本文综述了离了液体用于烟气脱硫的脱硫原理和其应用领域研究情况，并提出了研究问题中的不足及发展方向．关键字:离子液体；脱硫；基础研究进展；应用研究进展；局限和展望Abstract:Ionicliquidsasenvironmentallyfriendlysolventsintheabsorptiono

2、fSO2generaldesulfurizerhastheincomparableadvantage.Reviewedinthispaperfromtheliquidusedforfluegasdesulfurizationdesulfurizationprincipleanditsapplicationfield,andthedeficiencyoftheresearchquestionandthedevelopmentdirectionareputforward.Keywords:ionicliquids

3、;thedesulfurization;basicresearchprogress;applicationresearchprogress;limitationsandprospects1前言中国大气污染属煤烟型污染，主要污染物之一是SO2。又随着近年来机动车的急剧增多，汽车尾气也日益成为主要的大气污染源。因此，提高油品质量标准，进一步限制油品中的硫含量、烯烃含量和苯含量，以更好地保护人类的生存空间，成为了众多科研课题的研究方向。目前已有的烟气脱硫方法，如石灰／石灰石一石膏法、氨法和活性炭吸附法等，各有缺点，

4、主要概括为吸收剂用量高、设备腐蚀性大、操作不稳定、存在二次污染以及硫资源回收利用率差等方面。因此，开发脱硫高、选择性好、不产生二次污染的新一代脱硫技术是所有环境保护工作者共同的目标。[1]近年来，离子液体(ILs)作为环境友好型溶剂，在吸收SO2，方面引起人们广泛关注。它具有一般脱硫剂无法比拟的优势：1)熔点低，液程宽，可实现在低温下吸收，高温下解吸SO2；2)蒸汽压低，避免了吸收剂因挥发而造成的损失和污染；3)具有分子可设计性；4)无二次污染；5)吸收剂可循环使用；6)硫资源回利用率高。利用ILs脱除烟气中

5、的SO2，是继传统干、湿法脱硫以及催化脱硫等常技术的一次创新。[2]2离子液体脱硫的基础研究进展离子液体是指全部由离子组成的液体，如高温下的KCl,KOH呈液体状态，此时它们就是离子液体。离子液体具有不挥发、不可燃、导电性强、粘度很大、热容大、在电化学、合成、催化、分离、等领域被广泛的应用。离子液体的低蒸汽压，可用于离子液体对气体混合物进行吸收分离[3]。作为一种新型的溶剂，离子液体具有溶解性好、液程宽等优点，热稳定性和化学稳定性好，对有机和无机化合物有良好的溶解性能，因而用于分离时不会因蒸馏等单元操作导致溶

6、剂损失和环境的污染，适合于在萃取过程中应用。目前国内外许多研究都集中予运用实验方法、量子化学计算方法和分子模拟方法选择合适的脱硫离子液体以及对吸收机理的探索。2.1离子液体脱硫技术的基础原理离子液体主要以有机阳离子、无机阴离子为主，添加少量活化剂、抗氧化剂和缓蚀剂组成的水溶液；该离子液体对SO2气体具有良好的吸收和解吸能力。其脱硫机理如下：SO2+H2O=H++HSO3-（1）R+H+=RH+（2）总反应式：SO2+H2O+R=RH++HSO3-（3）上式中R代表吸收剂，分子结构如下：(3)式是可逆反应，低温

7、下（3）式的反应从左向右进行，高温下（3）式的反应从右向左进行。循环吸收法正是利用此原理，在低温下吸收二氧化硫再生出来，从而达到脱除和回收烟气中SO2的目的。[4]2.2离子液体吸收SO2的试验研究运用试验方法的研究已十分广泛。Huang[5]等用氧化丙烯制备阳离子带有羟基烷基链的改性胍类离子液体，研究其脱硫性能，发现该ILs吸收性能更加优越。通过实验和光谱分析研究了阴阳离子对吸收的影响，发现阳离子上游离(键与SO2之间的范德华力对吸收的影响更大。周丹桂[6]等研究了[BMIM][PF6]、[BMIM][BF

8、4]和[HMIM][Tf2N]等对包括SO2在内的几种气体的吸收能力，发现[HMIM][Tf2N]对SO2气体的吸收较好，因此建议在用ILs吸收SO2时可优先考虑[Tf2N]-阴离子和具有较长侧链的咪唑类离子液体。Luis[7]等合成了一系列以l-甲基咪唑、咪唑、l，l，3，3-四甲基胍、1-丁基咪唑和i三聚氰胺为阳离子的离子液体．研究了它们对S02的吸收和解吸性能，根据吸收能力和黏度，认为1-甲基