离子液体中阴阳离子的特性对其吸收二氧化硫的影响

来源期刊：材料导报2018年第17期

论文作者：陈玲 赵倩 汪洋 柴牧原 徐志勇 赵文波

文章页码：2949 - 5926

关键词：离子液体;吸收;二氧化硫;阴阳离子;种类;酸碱性;官能化;

摘    要：SO₂是一种无色、有强烈刺激性气味的气体,弥散在空气中的SO₂对人体健康、生态环境有着严重的危害,是导致空气质量不断恶化的主要大气污染物之一。人为造成的SO₂污染物的主要来源有燃料燃烧、工业生产、交通运输等,其中燃料燃烧占70%。因此,削减和控制燃料燃烧所产生的SO₂的排放是我国能源利用和环保领域的重要研究方向,烟气脱硫是应对烟气中SO₂排放的有效途径。湿法烟气脱硫是目前应用最广泛的方法,占世界安装烟气脱硫机组总容量的85%,采用该方法处理的烟气占总处理量的80%。在湿法烟气脱硫技术中比较实用的主要包括钙法脱硫、有机胺脱硫、海水脱硫。其中,钙法脱硫的脱硫效率高,对煤种的适应性较强,但是脱硫会产生CaSO₄沉淀,降低经济效益;有机胺脱硫的系统腐蚀性小,副产品可生产硫酸,但是胺易挥发,造成吸收剂损失和环境污染;海水法脱硫的工艺简单、运行可靠,但其应用受到地域的影响,并且对环境也会产生一定的影响。离子液体是一种新兴的绿色介质,它具有环保、可再生、结构可调控的优点,为解决传统工艺中的污染问题提供了新方案。在离子液体吸收气体的过程中,吸收液不会因其挥发性而蒸发进入气相,并且可以在较低的温度下完成吸收解吸循环。离子液体的这些优良特性使其在SO₂吸收方面有着极广阔的应用前景。目前,研究者们已合成了一系列胍盐类、咪唑类、醇胺类、吡啶类等离子液体,探究其吸收SO₂的性能与机理,并根据其结构可设计的特点,在离子液体中的阴阳离子上引入各类官能团（如氰基、醚基、氨基、卤素）,合成满足特定需求的离子液体,使其高效、可逆、低耗地吸收SO₂。本文总结了近年来各类离子液体吸收SO₂的性能和机理,为系统地认识离子液体在SO₂分离领域的应用提供了帮助;重点阐明了离子液体中阴阳离子的种类、官能化,尤其是酸碱性对其吸收SO₂的影响,这为调整离子液体酸碱性、合理设计离子液体的结构,探索离子液体吸收SO₂的机理,改善其对SO₂的吸收性能有着重要的价值。最后指出了目前研究中存在的问题并且对未来新型离子液体的合成进行了展望。