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科研开发
化工中间体 Chenmical Intermediate
2011年第12期
1一于基-3-甲基咪唑离子液体浸溃硅胶吸附CO.的研究
辛丰未佳辅张虎何凯歌（中国矿业大学化工学院，江苏徐州22116）
捕要：采用授资法将1-了基-3-年基球壁固氧晶酸([BMIM)BF)和1-了基-3-甲基球难六策销酸（[BMIM)PF)高子减体负载在A型硅股上，并对负载样品进行了FTIR和CO,股附表征。研究了不同明离子种类、高子液体负款量、孔径分布等对CO,限附性能的影响，结果表明：授溃达制备的硅胶固载离子该体具有发达的微孔结构，且在0.4-0.8nm有连续的分布；对于础胶负载[8MIM)PF6，高子液体用量对C0,吸附能力的影响并不十分是著；硅胶负较[BMIM)PF。比[BMIM)BF具有更好的C0,股附性能，在273K、0.1MPa时，浸遗[BMIM]PF6样品的C0,股附量达到3.68w1%。
关键调：高子液体；CO：浸资法；硅胶
中图分类号：TQ252.3
引言
文献标识码：A
文章编号: T16728114(2011)1103004
量、促进传质、产物易分离、便于循环利用同时增大对
随着经济社会的发展，化石燃料燃烧所导致的空气污染和温室效应已严重地威胁着人类赖以生存的地球环境，CO作为主要的温室气体对温室效应的责献达 60%以上12]。各国都在致力于控制和减少C0,的排放量，开发吸附分离CO,技术是全球共同关注的热点-。目前吸收固定CO,的方法主要有生物法、物理法、化学法和物理化学法等，其中工业上广泛采用的是以化学吸收为主的醇胺法固定CO3，但因醇胺溶液的挥发性，使分离出来的CO,含有水分和腐蚀性有机胺化合物，对后续设备的腐蚀较严重"。因此急切需要寻找和开发既能高效吸收又不易挥发的绿色CO,固定吸收剂。
近年来由于离子液体的非挥发性及结构可调控性，使得离子液体在固定CO,方面存在巨大的潜力。离子液体固定CO,方面的研究已引起众多学者的关注。常规离子液体中，咪唑盐离子液体的物理和化学结构易于调整，粘度低且对CO，的吸收容量大，许多文献报道了账唑盐离子液体可表现出较好的CO,吸附收效果/8-]
但是目前离子液体存在价格较高、用量大、粘度大等缺点，因而不利于工业应用。将离子液体固载到有机高分子材料或无机多孔材料上，能减少离子液体的用
作者嵩介：未佳娟（1974-），女，江苏省武进市人，博士，副教授，从事绿色
化工、有机化学方的研究工作。万方数据
CO,的吸收量。目前硅胶固载离子液体的研究主要集中于催化和有机合成等领域，将其应用于CO,分离的研究报道很少见。Zhang等2将四丁基磷氨基酸盐离子液体涂于多孔硅凝胶表面，形成一层薄膜，气体接触面积增大，吸附速度快，稳定性好，可重复使用。氮基类等碱性功能化离子液体虽然吸附容量大，但价格高、且化学吸附会导致CO,脱附能耗增大。因此本研究选用传统咪唑类[BMIM]PF,和[BMIM]BF4，采用没渍法将所制备的离子液体负载于硅胶，考察了阴离子种类、离子液体负载量和孔径分布等对CO,吸附性能的影响，旨在为硅胶负载咪唑
类离子液体吸附CO，提供实验依据。 1实验部分
1.1原料和仪器
A型硅胶（平均孔径2.0一3.0nm），青岛基亿达硅胶试剂厂；氟化1-丁基-3-甲基咪唑，分析纯；六氟磷酸钾，分析纯；氟硼酸，化学纯；正硅酸乙酯，分析纯；乙醛，分析纯；无水乙醇，分析纯。1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸按文献""方法合成，类似的方法合成1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸。
离子液体的结构通过美国Nicolet公司的Thermo ScientificNicolet380型FTIR红外光谱仪确定。
CO吸附量采用美国Quantachrome公司的Autosorb-1-MP型吸附仪测定，CO,吸附量由吸附等温线得到，通过密度泛函理论(DFT)模拟确定样品的微孔孔径分布。测定