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高校化学工程学报2024年第06期:氨基酸类固-液相变吸收剂捕集CO_2及反应-相变机制

来源:期刊VIP网 时间:


作者:黄艳;宋涛;钟昕玲;董致远;胡治平;孔维鑫;王涛;方梦祥;李伟;李素静;

单位:浙江大学生物质化工教育部重点实验室,浙江大学化学工程与生物工程学院;国能锦界能源有限责任公司;浙江大学能源工程学院;

摘要:纯氨基酸构建的固-液相变吸收剂存在二氧化碳(CO_2)吸收速率低、难再生等缺陷。据此,以CO_2吸收与沉淀能力较好的丙氨酸钾(K-Ala)为主吸收剂,以耐降解、反应性高的哌嗪(PZ)为活化剂,以可促进固相生成的正丙醇(NPA)为溶剂,构建了K-Ala+PZ+NPA+H_2O新型固-液相变CO_2吸收体系,并对该体系的CO_2捕集性能、反应机理、相变机制等进行了研究。实验结果表明饱和CO_2负荷为0.68 mol·mol~(-1),体系再生效率达83.04%,捕集性能良好。饱和固相中主要包含丙氨酸钾氨基甲酸酯(K-Ala-COO~-)、哌嗪氨基甲酸酯(PZ-COO~-)和碳酸氢盐(HCO_3~-)。上述产物比原组分极性更高、溶剂化自由能更低,因此形成了产物间自聚并出现固液分相行为。

关键词:二氧化碳捕集;;固-液相变吸收剂;;氨基酸盐;;量子化学计算

基金资助:浙江省“尖兵”“领雁”研发攻关计划(2022C03146);; 国家自然科学基金(22378352)