氯化烷基咪唑离子液体捕集SO2的理论研究

• 作者: 胡宇龙
• 来源期刊: 有色金属工程
• 关键词: 离子液体 SO2 捕集机制 密度泛函理论 分子动力学
• 年，卷（期）: 2021,（6）
• 所属期刊栏目: 环境科学与工程|Environment Science and Engineering
• 页码范围: 134-145
• 页数: 12页
• 分类号: O658.2
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.2095-1744.2021.06.019

摘要

离子液体由于其低的蒸气压、高的气体溶解度和结构可调性,已被广泛证明能有效捕集SO2.揭示其捕集机制对于开发新型捕收剂及后续气体的脱附具有重要意义.通过密度泛函理论与分子动力学模拟结合的方法考察了4种不同链长的氯化烷基咪唑离子液体([CnMIM]Cl,n=2,4,6,8)与SO2的相互作用、微观结构和捕集机制.得到相互作用能和电荷转移结果分析表明,咪唑阳离子烷烃侧链的延长增强了离子对与SO2之间的静电相互作用,进而提高了离子液体中SO2的溶解度.计算得到的径向分布函数、空间分布函数、配位数和扩散系数分析表明,延长阳离子的烷烃侧链长度,削弱了阴阳离子之间的相互作用,增大了阴阳离子之间的空隙空间,增强了阴阳离子与SO2之间的相互作用.导致体系中阴、阳离子的扩散速度明显增大,而SO2的扩散速度降低,体系黏度降低,有利于SO2的扩散和传质.从分子水平提供了一种理解,可以帮助设计新型离子液体作为捕收剂以有效捕集SO2.