氨基酸离子液体-MDEA混合水溶液对CO2的吸收研究文献综述

研究背景

二氧化碳的过量排放，给全球气候环境造成了严重的负面影响。二氧化碳的排放控制直接关系着工业生产、气候、人类健康和能源利用等方面，因此对脱碳技术的研究显得尤为重要和迫切。目前工业上使用较多的有机胺吸收法存在诸多的缺点，如MEA虽然吸收CO₂速率快，但腐蚀性强且再生能耗高，MDEA有较高的CO₂吸收负荷，但吸收速率较慢。离子液体的特殊优良性能使其可作为一种环境友好的脱碳吸收剂，其中氨基酸离子液体对CO₂有较高的吸收速率。

1. 室温离子液体

室温离子液体是在室温条件下呈液态的离子化合物，因而又称室温熔融盐，一般由体积较大的有机阳离子和体积较小的无机或有机阴离子组成。离子液体具有可设计性，通过改变阴、阳离子的结构和种类，即可设计出数目巨大、种类繁多、具有不同功能特性的离子液体，根据文献报道，理论上的离子液体的数量达10¹⁸种。离子液体的高热稳定性、几乎不挥发、液程范围宽、 不易燃、结构和性质可精细调控等特点，使其在有机合成和催化、电化学、分离、材料制备、生物转化等领域获得了广泛的应用。近年来研究发现离子液体对某些气体具有很好的溶解能力，特别是可针对特定气体分子的结构特性，优选离子液体的阴阳离子结构，进一步引入具有分离选择性的官能团，构建出有特异分离选择性的离子液体从而实现气体的高效分离，而且离子液体蒸气压极低、几乎没有挥发性，通过减压或升温的方式可以进行回收，应用于气体吸收时，可避免传统溶剂因挥发而造成的溶剂损耗量大、循环利用困难和环境污染等问题。因此离子液体在气体分离领域展现了良好的应用前景，成为目前的研究热点。^[1]

离子液体是由阴阳离子构成的熔融盐，因此可以根据阴、阳离子的种类进行分类。主要的阳离子类别包括：吡啶类、咪唑类、吡咯类、季磷盐类、季铵盐类、锍类、吡咯啉类、噻唑啉类、噻唑类、胍盐类、三氮咪唑类、苯并三氮咪唑类等，其中咪唑类离子液体的性质稳定而且合成方便而最多见。常见的阴离子有卤素类、PF₆^-、TA^-(CF₃COO^-)、EtSO₄^-、TfO^-((CF₃SO₂)₃C^-)、BF₄^-、Tf₃C^-((CF₃SO₂)₃C^-)、NfO^-(C₄F₉SO₃^-) 、MeSO₄^-、Tf₂N^-((CF₃SO₂)²N^-)、BeTi^-((C₂F₅SO₂)N^-)、HB^-(C₃F₇COO^-)、NO₃^-等等。

种类繁多的离子液体有着一些共有的特性：

(1) 蒸汽压：几乎没有蒸汽压，适用于高真空体系。

(2) 粘度：通常具有良好的流动性，但比一般的有机溶剂和水高1-2个数量级。

(3) 熔点：通常低于室温，沸点较高，可达300℃。