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二氧化碳的捕集分离与减排技术

张锁江  周清  吕兴梅  何宏艳  
【摘要】:由 CO_2大量排放所引发的温室效应,已经成为全球普遍关注的环境问题之一。如何从源头减少二氧化碳排放和降低大气中二氧化碳的含量成为挑战人类智慧的难题。但从资源化角度出发,CO_2 是一种安全丰富的碳资源,具有多种用途,因此从工业废气中捕集、回收 CO_2即可以降低大气中二氧化碳的含量,达到减排目的,又可以有效利用碳资源,减少经济损失。现有的 CO_2捕集技术包括生物法、物理法和化学法等,但这些方法都具有一定的局限性,如碳资源的浪费及有机溶剂的挥发进一步导致环境污染、设备腐蚀、后处理复杂等问题。由于离子液体蒸汽压低及分子可设计、溶解能力强等特性,利用离子液体捕集CO_2已经引起众多学者关注。离子液体捕集 CO_2有以下特点:CO_2的资源化利用替代传统的抛弃法;离子液体性质稳定、不挥发,可循环使用;过程中不使用水,避免二次污染,同时有效防止设备腐蚀等等。目前针对离子液体捕集二氧化碳的研究主要集中在常规离子液体捕集 CO_2、功能化离子液体捕集 CO_2、以及离子液体捕集转化 CO_2。常规离子液体捕集 CO_2,主要是通过离子液体和 CO_2之间的物理作用,相关研究主要围绕离子液体与 CO_2的相平衡展开;功能化离子液体一般具有碱性基团, 可以通过化学反应捕集 CO_2,此类离子液体吸收 CO_2能力相对较强,但对于其捕集机理,目前的研究探讨还不够深入:离子液体捕集转化是利用离子液体作催化剂或助催化剂,在 CO_2捕集的同时转化为有用的化学品,实现 CO_2的资源化利用,这是较为理想的 CO_2捕集方法,目前研究相对较少。因此,设计合成高效的功能化离子液体来实现 CO_2的固定转化一体化将具有重要的意义。

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