离子液体吸附二氧化碳的研究进展

面向CO2高效捕获与转化的功能化咪唑离子液体基有机无机复合材料面向CO2高效捕获与转化的功能化咪唑离子液体基有机无机复合材料摘要随着温室效应的日益加剧，温室气体CO2的捕获和转化引起了科学界的广泛关注。

然而，由于CO2具有很高的热力学稳定性和动力学惰性，实现其化学转化往往需要高温高压等苛刻条件，从而制约了CO2的资源化进程。

离子液体基有机无机复合材料兼具离子液体和多孔载体的优点，可显著减少离子液体用量，降低CO2传质阻力，提高吸附催化效率和循环使用率，但仍存在制备过程复杂、载体孔隙堵塞、离子液体易流失等问题，且实现低温低压催化转化需外加助催化剂。

基于此，本论文探索利用共价接枝以及超分子自组装法构筑活性位点丰富、易回收、循环利用率高的离子液体基有机无机复合材料，在低温低压、无溶剂、无外加助催化剂等条件下直接催化CO2和环氧化物反应生成环状碳酸酯，实现CO2低能耗、可持续的资源化利用。

主要研究内容和结果如下：（1）以氨基功能化咪唑离子液体（Mim-NH2）为催化剂，四丁基溴化铵（TBAB）为助催化剂，将两者通过物理混合制成一种高效二元均相催化剂用于催化CO2和环氧丙烷（PO）环加成反应生成碳酸丙烯酯（PC），并系统考察了催化剂/助催化剂的摩尔比例、CO2压力以及反应温度对PC产率的影响。

研究发现，Mim-NH2和TBAB对CO2的环加成反应有良好的协同催化效应，从而在无金属、无溶剂、低温低压条件下高效催化CO2。

当Mim-NH2/TBAB的摩尔比例为1:1时，在75°C以及0.35MPa的CO2压力下，反应48h后PC产率高达98.1%。

但是由于该催化体系属于均相，所以分离回收困难。

因此，将离子液体负载在多孔载体上，开发一种非均相CO2催化剂非常必要。

（2）将氨基功能化离子液体（Si-IM-NH2）和季铵盐离子液体（Si-TBAI）分别共价接枝于介孔二氧化硅SBA-16中，构筑了一种兼具催化和助催化双功能的非均相催化体系。

二氧化碳吸附材料的研究与开发二氧化碳（CO2）是一种强效的温室气体，对全球气候变化和环境保护具有重要意义。

为了减少二氧化碳的排放和碳捕集与储存技术的发展，二氧化碳吸附材料的研究与开发变得越来越重要。

一、二氧化碳吸附材料的种类目前，可用作二氧化碳吸附材料的种类主要包括金属有机骨架材料（MOFs）、多孔纳米材料、介孔材料、离子液体、活性炭等。

这些材料的共同特点是具有大量的 pore 空间和表面积，可以通过化学吸附或物理吸附的方式来去除二氧化碳。

MOFs 是一种新兴的多孔材料，由金属离子和有机配体构成的三维网状结构。

与其他材料相比，MOFs 具有更高的比表面积和更多的 pore 空间，因此在二氧化碳吸附方面具有很大的潜力。

多孔纳米材料、介孔材料和活性炭也被广泛用于二氧化碳捕集和储存。

二、二氧化碳吸附材料的性能及其影响因素二氧化碳吸附材料的性能主要包括吸附容量、选择性、稳定性和再生性等。

吸附容量是指吸附材料能够吸附的二氧化碳质量，而选择性则是指该材料对二氧化碳的选择性。

稳定性和再生性则是指材料在多次循环使用后的性能稳定性和再生能力。

这些性能受材料结构、表面性质、孔结构和工作条件等因素的影响。

三、二氧化碳吸附材料的应用二氧化碳吸附材料的应用包括 CO2 捕获、 CO2 储存、 CO2 分离等。

CO2 捕获是指将二氧化碳从气体中分离出来，常用于化石能源发电、农业、化学工业等领域。

CO2 储存是指将 CO2 气体储存在地下或海洋等地下层中，以防止其进一步排放到大气中引起温室效应。

CO2 分离则是指将含有 CO2 的气体分离成纯净的二氧化碳和其他气体，常用于工业领域的气体分离和精细化学品制备。

总的来说，二氧化碳吸附材料具有非常广泛的应用前景，可以为全球环境保护和经济发展做出积极的贡献。

未来，随着新型材料的研究和开发，二氧化碳吸附技术将更加成熟，应用领域也将更加广泛。

二氧化碳吸附材料的研究随着全球气候变暖问题的日益严峻，减缓温室气体的排放已成为全球关注的焦点。

而在温室气体中，二氧化碳的排放量在其中占据了很大的比例。

因此，发展二氧化碳吸附材料已成为一种治理温室气体排放的重要方法。

目前，关于二氧化碳吸附材料的研究已经比较深入，本文将从材料种类、工作原理以及未来发展等方面进行探讨。

材料种类目前，二氧化碳吸附材料主要可分为吸附剂和膜两类。

吸附剂是一种多孔性材料，其主要结构是由化学键连接的大分子。

其中，主要包括金属有机骨架(MOF)、金属氧化物和离子液体等。

而膜则是一种将二氧化碳转化为氢气的材料，并且可以通过渗透分离来实现气体的分离。

其中，主要包括聚合物膜、无机膜和混合膜等。

工作原理吸附剂的工作原理是基于其多孔性结构，可以将二氧化碳吸附在其中。

其吸附的效果取决于其孔隙大小、形状和表面化学性质等因素。

而膜的工作原理则是通过将二氧化碳分离成氢气和二氧化碳两个组分。

这种分离通常是基于气体的分子大小差异来实现的，即二氧化碳的分子比氢气更大，因此可以通过膜过滤来分离这两种气体。

未来发展未来，随着对环境问题的重视，二氧化碳吸附材料的研究将会越来越受到关注。

在发展方面，一方面需要探索更加高效的二氧化碳吸附剂的开发，比如在MOF结构的探索和优化方面进行研究。

另一方面，需要研究将吸附剂和膜相互结合的混合材料，以进一步提高二氧化碳吸附的效率。

此外，还需要加强二氧化碳吸附材料的应用研究，探索其在减缓气候变化、制备高纯度二氧化碳等方面的应用。

总结本文从材料种类、工作原理以及未来发展等方面探讨了二氧化碳吸附材料的研究。

可以看出，二氧化碳吸附材料的研究已经比较深入，并且在环保和应用方面都有很大的潜力。

未来，二氧化碳吸附材料的研究必将持续推进，为减缓气候变化和环境保护做出重要贡献。

二氧化碳捕捉与利用技术的发展和展望随着全球气候变化的加剧和气候变暖的威胁日益严重，人们对于减少温室气体的排放以及减缓全球变暖的需求也越来越迫切。

而二氧化碳（CO2）作为主要的温室气体之一，其大量排放对气候变化的影响不可忽视。

因此，二氧化碳捕捉与利用技术作为一种关键的解决方案，得到了越来越多的关注和研究。

二氧化碳捕捉技术是指将二氧化碳从燃烧排放物或工业废气中分离出来，以防止其进入大气中并造成温室效应。

常用的二氧化碳捕捉技术包括吸收、吸附、膜分离和化学吸收等。

其中，吸收是最常用的方法之一，通过在废气中混入具有高亲和力的溶剂，使二氧化碳与溶剂发生物理或化学反应，将二氧化碳从气体中分离出来。

吸附则是利用特定的吸附材料，通过吸附和脱附的循环作用来分离二氧化碳。

膜分离则是利用特殊的薄膜材料，将二氧化碳从废气中分离出来。

目前，二氧化碳捕捉技术在工业应用中取得了显著的进展。

例如，煤炭发电厂、石油精炼厂和钢铁厂等大型工业设施已经开始采用二氧化碳捕捉技术，以减少其温室气体排放。

此外，一些创新的二氧化碳捕捉技术也在不断涌现，如碱性离子液体吸收 technology、氨溶液吸收技术以及金属有机配位化合物吸附技术等。

同时，二氧化碳的利用也是解决气候变化问题的重要方向之一。

通过二氧化碳的利用，可以将其转化为高附加值的化学品和燃料，实现二氧化碳的资源化利用。

目前，常见的二氧化碳利用途径包括碳捕捉储存（CCS）、碳中和、化学品制造、燃料生产和生物质转化等。

碳捕捉储存技术是将二氧化碳永久地封存于地下储层中，以减少其对大气的释放。

碳中和是指通过植树造林、湿地保护和农业碳汇等手段，将二氧化碳从大气中吸收并进行固定。

此外，通过利用二氧化碳生产化学品和燃料，可以减少对化石燃料的依赖，缓解能源安全和气候变化的双重压力。

尽管二氧化碳捕捉与利用技术在应对气候变化方面具有巨大潜力，但其在商业化规模上的应用仍面临一些挑战。

首先，二氧化碳捕捉技术的成本相对较高，特别是传统吸收技术的运行费用较高，导致其难以在商业层面上实现可行性。

《功能化双咪唑离子液体的合成及其在催化二氧化碳环加成反应中的应用》一、引言随着工业化的快速发展，二氧化碳的排放量不断增加，其导致的温室效应已成为全球关注的焦点。

因此，寻找有效的方法来减少二氧化碳的排放和利用，已成为科研领域的重要课题。

其中，催化二氧化碳环加成反应是一种重要的二氧化碳转化利用途径。

而离子液体作为一种新型的绿色溶剂和催化剂，具有优异的物理化学性质，如高热稳定性、良好的溶解性以及可调的极性等，被广泛应用于各种化学反应中。

近年来，功能化双咪唑离子液体因其独特的结构和性质，在催化二氧化碳环加成反应中表现出良好的催化性能。

本文旨在合成功能化双咪唑离子液体，并研究其在催化二氧化碳环加成反应中的应用。

二、功能化双咪唑离子液体的合成1. 合成路线功能化双咪唑离子液体的合成主要包括以下步骤：首先，通过溴代咪唑与相应的卤代烃进行亲核取代反应，得到单咪唑季铵盐；然后，将两个单咪唑季铵盐进行缩合反应，得到双咪唑离子液体；最后，通过与相应的阴离子进行离子交换，得到功能化双咪唑离子液体。

2. 合成方法（1）在氮气保护下，将溴代咪唑与卤代烃在有机溶剂中加热回流，进行亲核取代反应，得到单咪唑季铵盐。

（2）将两个单咪唑季铵盐在适当的溶剂中加热缩合，得到双咪唑离子液体。

（3）将双咪唑离子液体与相应的阴离子进行离子交换，得到功能化双咪唑离子液体。

三、功能化双咪唑离子液体在催化二氧化碳环加成反应中的应用1. 反应原理二氧化碳环加成反应是一种将二氧化碳转化为环状碳酸酯的重要方法。

在催化剂的作用下，二氧化碳与环氧化物发生环加成反应，生成环状碳酸酯和水。

功能化双咪唑离子液体作为一种有效的催化剂，能够促进这一反应的进行。

2. 实验方法（1）将功能化双咪唑离子液体作为催化剂加入到二氧化碳和环氧化物的混合体系中。

（2）在适当的温度和压力下，进行环加成反应。

（3）反应结束后，通过后处理得到环状碳酸酯产物。

3. 结果与讨论（1）实验结果表明，功能化双咪唑离子液体能够有效地催化二氧化碳环加成反应。

化学吸收法捕集二氧化碳研究进展吴彬;黄坤荣;刘子健【摘要】化学吸收法是目前电厂捕集烟气中二氧化碳应用最广泛的方法.本文主要介绍了以醇胺、热钾碱溶液、氨水等为吸收剂的化学吸收法,从目前的研究现状、吸收原理及优缺点进行分析,并探讨了未来二氧化碳捕集研究的方向,化学吸收法捕集CO2的研究主要集中在对吸收剂的探寻中,同时,离子液体、金属有机骨架、膜分离技术等其他捕集技术的发展大大推进了二氧化碳捕集的进展.%The method of chemical absorption is most widely used for the capture of carbon dioxide in flue gas at power plants.The chemical absorption method based on alkylol amine,hot potassium alkali solution and ammonia water as the absorbent was introduced.The current research status,absorption principle,advantages and disadvantages were analyzed,and the development of carbon dioxide capture in the future was discussed.The chemical absorption method of CO2 was mainly focused on the exploration of the absorber.At the same time,the development of other capture technologies will greatly promote the progress of the carbon dioxide capture,such as ionic liquid,metal organic skeleton and membrane separation technology.【期刊名称】《广州化工》【年(卷),期】2017(045)011【总页数】4页(P11-14)【关键词】化学吸收法;二氧化碳;捕集【作者】吴彬;黄坤荣;刘子健【作者单位】南华大学机械工程学院,湖南衡阳 421001;南华大学机械工程学院,湖南衡阳 421001;南华大学机械工程学院,湖南衡阳 421001【正文语种】中文【中图分类】TQ110.2我国CO2排放的50%来自燃煤电厂，这意味着电力行业二氧化碳的减排对抵制温室效应有着非常显著的作用。

二氧化碳捕获技术研究现状及发展趋势二氧化碳是一种常见的温室气体，它的排放是全球变暖的主要原因之一。

目前二氧化碳的排放量已经达到了惊人的程度，并且仍在不断增长。

为了解决这个问题，科学家们开始研究二氧化碳捕获技术，希望通过先进的科技减少二氧化碳的排放量。

二氧化碳捕获技术研究现状目前，二氧化碳捕获技术主要分为三类：物理吸收法、化学吸收法和膜分离法。

物理吸收法是指利用物质的吸附性质将二氧化碳捕获。

通过控制温度和压力，将二氧化碳吸附在具有吸附性质的物质上，然后将物质从二氧化碳中分离出来，以达到捕获二氧化碳的目的。

该技术的优点是操作简单、设备结构简单、耐损耗等，但其缺点是二氧化碳选择性较差，不能将其他气体分离出来。

化学吸收法是指利用化学反应将二氧化碳捕获。

通过在溶液中加入化学试剂，如氮化钠、胺或碱性离子液体等，以吸附二氧化碳。

该技术的优点是选择性较好，可以将二氧化碳从其他气体中分离出来，但其缺点是设备成本高，能耗较大。

膜分离法是指利用膜的分离性质将二氧化碳从其他气体中分离出来。

该技术利用不同原理的膜对气体进行分离，包括压力摩擦、渗透、扩散等。

该技术的优点是设备简单，能耗低，但其缺点是选择性差，不能完全分离二氧化碳。

二氧化碳捕获技术发展趋势未来的二氧化碳捕获技术需要具备发展方向和发展趋势。

其中包括以下几个方面：一是选择性和效率的提高。

目前的二氧化碳捕获技术还存在选择性和效率不高的问题，未来的技术需要更高的选择性和效率，以减少能源消耗和设备成本。

二是设备成本的降低。

当前的二氧化碳捕获技术仍存在设备成本高、能耗大的问题，因此未来的技术需要在设备结构、材料性能等方面进行优化，以降低设备成本。

三是先进材料的研究应用。

随着材料科学的发展，先进材料如多孔材料、纳米材料等不断涌现，它们具有高特异性、高选择性、高效率等特点，未来的二氧化碳捕获技术需要在这些先进材料上进行应用和研究。

四是多方合作。

二氧化碳捕获技术的研究需要多学科、多领域合作，包括物理、化学、环境科学、材料科学等等。

离子液体应用研究进展一、本文概述离子液体作为一种新型的绿色溶剂和功能性材料，近年来在化学、材料科学、能源、环境等领域引起了广泛关注。

由于其独特的物理化学性质，如良好的溶解性、低挥发性、高离子导电性、高热稳定性等，离子液体在多个领域都展现出广阔的应用前景。

本文旨在综述离子液体在不同领域的应用研究进展，包括催化、电化学、分离提纯、生物质转化、能源存储与转换等方面。

通过对相关文献的梳理和评价，本文旨在为读者提供一个全面而深入的离子液体应用研究的进展报告，以期推动离子液体在更多领域的应用和发展。

二、离子液体在化学反应中的应用离子液体作为一种新型的绿色溶剂和反应介质，近年来在化学反应领域的应用受到了广泛的关注和研究。

其独特的物理化学性质，如低蒸汽压、高离子导电性、良好的热稳定性和化学稳定性，使得离子液体成为许多传统有机溶剂的理想替代品。

在有机合成领域，离子液体作为反应介质，可以有效地提高反应的选择性和产率。

例如，在Wittig反应、Diels-Alder反应以及Heck 反应等经典有机反应中，离子液体的使用不仅能够改善反应的动力学行为，还能显著提高产物的纯度。

离子液体还在电化学领域展现出巨大的应用潜力。

作为一种高效的电解质，离子液体在电化学合成、电沉积以及电池技术等方面都有广泛的应用。

其宽的电化学窗口和良好的离子导电性使得离子液体成为下一代高性能电池的理想选择。

值得一提的是，离子液体还在催化反应中发挥着重要作用。

作为一种新型的催化剂载体或反应介质，离子液体能够与催化剂之间形成协同作用，从而提高催化剂的活性和稳定性。

例如，在烃类裂解、酯化反应以及生物质转化等催化过程中，离子液体的引入都能够显著提升反应效率。

然而，尽管离子液体在化学反应中展现出众多优势，但其在实际应用中仍面临一些挑战和问题，如成本较高、合成方法复杂以及在某些反应中的性能尚不稳定等。

因此，未来在离子液体的研究中，还需要进一步探索其合成方法、优化其性能，并拓展其在更多化学反应领域的应用。