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論文開題報告范文

發(fā)表時間:2013/7/7 17:02:19
目錄/提綱:……
一、課題研究背景及選題意義
二、本課題當(dāng)前的研究現(xiàn)狀
三、研究內(nèi)容、方案及擬解決的問題
四、論文的研究特色:
五、論文的研究進(jìn)展和進(jìn)度安排
六、參考文獻(xiàn)
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論文開題報告范文

大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文開題報告
學(xué) 院 化工學(xué)院
年 級 2008級
學(xué)位級別 學(xué)士

二Ο一二年二月二十六日
一、課題研究背景及選題意義
作為全球變暖的“元兇”之一的二氧化碳,是世界上人為排放量最大的溫室氣體。大量的二氧化碳排放不僅導(dǎo)致全球變暖,使得南北極冰川融化,海平面上升,還導(dǎo)致氣候干旱,土地沙漠化,各種自然災(zāi)害和人類疾病愈演愈烈,給環(huán)境和人類生活帶來重大災(zāi)害。除此之外,隨著地球上的資源的日益緊張,世界各國也越來越關(guān)注CO2的排放并致力于研究把作為“潛在碳資源”CO2加以回收利用。
目前,碳捕捉技術(shù)主要采用化學(xué)吸附法。其中,有機(jī)胺水溶液吸收法是脫除CO2最主要的方法,但有機(jī)胺具有一定的蒸氣壓,在脫碳過程中容易揮發(fā),吸收劑損失大、再生能耗比較高、容易造成環(huán)境污染以及設(shè)備腐蝕,嚴(yán)重影響了該過程的綠色化和經(jīng)濟(jì)性。因此,迫切需要一種全新的資源化綠色CO2回收方式。
近年來,離子液體( IL)作為綠色化學(xué)的代表之一,在氣體分離領(lǐng)域廣受關(guān)注,研究價值和應(yīng)用潛力顯著。利用離子液體固定CO2已引起各國學(xué)者的廣泛關(guān)注。離子液體是一種完全由特定陽離子和陰離子組成的在室溫或接
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濃度相同時,MEA比其它胺類有更大的吸收能力。但是其缺點(diǎn)是吸收反應(yīng)熱高,因而再生熱耗高;溶液腐蝕性強(qiáng);蒸氣壓高,因而其溶劑的損失較大。
單一有機(jī)胺吸收CO2時不能兼顧吸收和解吸效果。而混合胺以其相對于單一醇胺吸收量大、吸收速率快、解吸能耗小等優(yōu)勢,成為近年來吸收CO2的新選擇。Daniel等的研究表明,在MDEA溶液中加入少量的MEA可以明顯的提高CO2的吸收速率。A.chakma的實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示混合胺溶液用于吸收CO2時,與其他傳統(tǒng)的胺溶液吸收方法相比較,溶劑再生所需熱能少,腐蝕速率以及溶劑損失也要低于傳統(tǒng)方法。

2.1離子液體的基本性質(zhì)
離子液體作為可設(shè)計溶劑,隨著陽離子和陰離子的變化,離子液體的物理和化學(xué)特性會在很大范圍內(nèi)相應(yīng)改變。但值得注意的是,離子液體的結(jié)構(gòu)與其物理化學(xué)性質(zhì)有直接的聯(lián)系。與傳統(tǒng)的有機(jī)溶劑相比,離子液體具有以下特點(diǎn):
(1) 沒有顯著的蒸氣壓。離子液體一般難以揮發(fā),即使在較高的溫度和真空度下,也能保持穩(wěn)定的液態(tài),這樣,一方面它不會成為蒸氣擴(kuò)散到大氣中去,從而造成環(huán)境污染;另一方面,它可以有很寬的液態(tài)范圍(有的可達(dá)約300 ℃) 。 因此,采用液體離子作為反應(yīng)溶劑,人們可以在更大的溫度范圍內(nèi)研究和控制反應(yīng)。
(2) 具有良好的溶解能力。它可以對許多有機(jī)物、有機(jī)金屬化合物、無機(jī)化合物甚至高分子材料具有很好的溶解性,有時可以達(dá)到很高的濃度。
(3) 導(dǎo)電性好。電位窗寬,離子液體的室溫電導(dǎo)率一般在10-3 S/cm 左右,可用作許多物質(zhì)的電解液。同時,離子液體擁有在較寬的電位范圍均不會發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)的特性, 其一般的電位穩(wěn)定范圍為4 V左右,這是普通溶劑所無法比擬的;
(4) 具有較好的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性。離子液體一般不可燃,且一般可以回收,重復(fù)使使用,使用全方便,利于環(huán)保。
(5) 易于與其他物質(zhì)分離,可循環(huán)利用。
(6) 制備簡單?捎缮虡I(yè)品甲基咪唑和鹵代烷直接合成中間產(chǎn)物, 再與含有目標(biāo)陰離子的無機(jī)鹽反應(yīng)生成相應(yīng)的離子液體。

2.2離子液體吸收CO2的研究進(jìn)展
根據(jù)離子液體的結(jié)構(gòu)特征和CO2的吸收固定原理,離子液體可以分兩種情況來吸收固定二氧化碳:常規(guī)離子液體吸收CO2和功能化離子液體吸收CO2。
常規(guī)離子液體主要包括咪唑類及季銨、鏻、吡啶類離子液體,此類離子液體相對功能化離子液體更穩(wěn)定,且價格便宜,其吸收CO2能力一般且遠(yuǎn)低于功能化離子液體。
所謂功能化離子液體就是在離子液體原有的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)上引入功能化基團(tuán),從而改變離子液體的特性。Bates等人合成了第一例功能型離子液體[1-(3-丙氨基)-3-丁基咪唑四氟硼酸鹽][NH2 p-bim][BF4],此類離子液體的陽離子含有-NH2官能團(tuán),其吸收機(jī)理是CO2襲擊N的_電子對,形成新的COO-基,另一個[NH2 p-bim]+的NH2基接受一個H+,形成NH3+基。并且發(fā)現(xiàn)在353 K~373 K的范圍內(nèi),此離子液體即可脫吸,實(shí)現(xiàn)離子液體吸收劑的循環(huán)利用。
單獨(dú)使用功能化離子液體作為CO2的吸收劑無法避免高粘度、高成本等制約因素,如何有效地將離子液體液態(tài)性質(zhì)的優(yōu)勢應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)中為國內(nèi)外相關(guān)研究的發(fā)展注入新的動力。Zhang等合成了同樣的功能型離子液體四丁基膦胺[P(C4)4]AA,考慮到功能型離子液體的粘度普遍偏高,為增加CO2在離子液體中的固定速度,將離子液體涂覆在多孔的硅凝膠表面,使其在硅膠表面形成一層薄膜,將CO2通入離子液體中進(jìn)行反應(yīng),整個實(shí)驗(yàn)經(jīng)過4個循環(huán)的吸附脫附,仍然穩(wěn)定可逆。
實(shí)際上,工業(yè)中廣泛使用的MDEA脫除CO2的過程基本都是在水溶液中進(jìn)行的。因此,將功能化IL配制成水溶液吸收CO2便于工業(yè)應(yīng)用。Zhang等人選擇了四甲基銨甘氨酸([N1111][Gly])、四乙基銨甘氨酸([N2222][Gly])、四甲基銨賴氨酸([N1111][Lys])、四乙基銨賴氨酸([N2222][Lys])4種功能性離子液體作為活化劑與MDEA復(fù)配組成新型CO2吸收劑。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示離子液體能夠顯著提高M(jìn)DEA 水溶液吸收CO2的速率,且吸收速率隨著添加量的增加而提高。Zhao等合成了低粘度的胺基功能化離子液體,并將它們的水溶液及其它們與MDEA的混合溶液跟有機(jī)胺溶液吸收CO2進(jìn)行對比,比考察了它們的再生性能及其吸收機(jī)理。


三、研究內(nèi)容、方案及擬解決的問題
研究內(nèi)容:
1、不同濃度的[MEA][Gly]溶液在不 ……(未完,全文共6808字,當(dāng)前僅顯示2391字,請閱讀下面提示信息。收藏《論文開題報告范文》