一种基于乙二胺-丁二醇体系的新颖的二氧化碳捕集利用方法
A CO2 Capture and Utilization Approach Using the System 1,4-Butanediol and 1,2-Ethanediamine
作者单位E-mail
沙峰 内蒙古工业大学化工学院, 呼和浩特 010051  
郭波 内蒙古工业大学化工学院, 呼和浩特 010051  
张飞 内蒙古工业大学化工学院, 呼和浩特 010051  
赵天翔 内蒙古工业大学化工学院, 呼和浩特 010051  
李强 内蒙古工业大学化工学院, 呼和浩特 010051  
张建斌 内蒙古工业大学化工学院, 呼和浩特 010051 tadzhang@pku.edu.cn 
摘要: 在温和条件下,发展了一种以丁二醇-乙二胺体系新颖、高效地固定CO2的方法。在此方法中,CO2被快速激活并转化为一种固态的CO2储集材料(CO2SM),通过XPS、XRD、FTIR和13C NMR等技术表征证实为烷基碳酸胺。基于TGA结果,CO2SM的水溶液可以与Ca(OH)2和Ba(OH)2反应制备CaCO3和BaCO3微粒,还可用于循环吸收和解吸CO2的过程。此外,丁二醇-乙二胺水溶液在20 ℃下吸收CO2并在98.6 ℃下解吸CO2,没有明显的溶液损失。因此,丁二醇-乙二胺体系提供了一种绿色、高效、低成本的二氧化碳捕集利用方法。
关键词: CO2捕获、 储集和利用  CO2储集材料  CaCO3和BaCO3微粒  吸收和解吸循环
基金项目: 国家自然科学基金(No.21166017)、内蒙古自治区自然基金杰出青年培育基金(No.2016JQ02)、教育部新世纪优秀人才项目(No.NCET-12-1017)、草原英才项目和内蒙科委攻关项目资助。
Abstract: A novel and high effective way to fix CO2 agilely through the system 1,4-butanediol (BDO)+1,2-ethylenediamine (EDA) under mild condition was developed. In this process, the bubbling CO2 could be activated efficiently and directly converted into a novel solid CO2-storage material (CO2SM), which was extensively confirmed as an alkylcarbonate salt using XPS, XRD, FTIR and 13C NMR analyses. As a material, the aqueous CO2SM solution could be used to prepare controllable morphologies CaCO3 and BaCO3 micro-particles by reacting with Ca(OH)2 and Ba(OH)2 according to thermogravimetry analysis (TGA) result. Additionally, the aqueous BDO+EDA system could be recycled multiple times without any important loss of CO2 capturing and releasing capability at absorption temperature of 20 ℃ and desorption temperature of 98.6 ℃. As a result, the combination of BDO+EDA seems to provide a green CO2 capture and utilization (CCU) approach featuring high efficiency and low cost.
Keywords: CO2 capture, storage and utilization  CO2-storage material  CaCO3 and BaCO3 micro-particles  absorption-desorption cycle
投稿时间:2015-10-08 修订日期:2016-03-21
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沙峰,郭波,张飞,赵天翔,李强,张建斌.一种基于乙二胺-丁二醇体系的新颖的二氧化碳捕集利用方法[J].无机化学学报,2016,32(7):1207-1214.
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