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挥发性有机化合物(VOCs)的过量排放导致了雾霾和酸雨等严重的环境问题,大多数VOCs具有毒性、致畸性和致癌作用,所以VOCs的治理受到广泛关注。离子液体(ILs)的溶解能力强、蒸气压低、稳定性高且可设计性强,与超临界CO2和双水相并称为三大绿色溶剂。离子液体(ILs)一般由有机阴阳离子构成,对VOCs溶解能力强,近年来被应用于有机挥发性废气的处理。离子液体吸收剂可以循环再生,通过升温或减压方法也可回收VOCs。了解VOCs在离子液体中的溶解度能指导设计新型离子液体(ILs),对于离子液体的选择、吸收工艺的设计具有重要的指导意义。本文以实验室溶剂VOCs(丙酮)和厨房尾气中典型的VOCs(丙烯酰胺)作为研究对象,通过一系列研究,考察了不同阴阳离子的离子液体对VOCs的吸收性能,并开发了离子液体复配体系用于丙酮气体的捕集,具体如下:(1)离子液体复配体系吸收丙酮的研究使用二乙二醇单丁醚(DGBE)、离子液体和白油三种物质为主要成分复配吸收剂,改变三者的配比获得不同的吸收剂,测定吸收剂的物理性质、粘度、密度和相对介电常数,评价其吸收效能。结果表明:加入离子液体的确可以调节吸收剂的吸收能力。加入[bmim][PF6]可大幅度提高吸收剂的吸收能力,随着其含量的增加,亨利系数下降,吸收剂的吸收能力相应提高。吸收剂的配比为5%白油、7%[bmim][PF6]、88%DGBE时,丙酮去除率可达到90%以上,适宜作为工业应用中的丙酮吸收剂。(2)咪唑类离子液体吸收丙烯酰胺蒸汽性能研究测定丙烯酰胺蒸汽在5种离子液体(ILs)中的饱和溶解度和低压(0~5 kPa)条件下二元体系的气液平衡曲线,并采用NRTL活度系数模型关联了离子液体与丙烯酰胺蒸汽的气液平衡数据。发现:当阴离子由[BF4]、[PF6]变化到[Tf2N]时,或延长阳离子侧链取代基时,丙烯酰胺在离子液体中的饱和溶解度逐渐增大。NRTL活度系数模型关联离子液体与丙烯酰胺蒸汽的气液平衡数据显示计算值与实验值关联度较高,误差小于1.5%。(3)咪唑类离子液体吸收丙烯酰胺蒸汽的热力学研究评价303.2-353.2 K温度范围内,低压(0~5 kPa)丙烯酰胺蒸汽在5种离子液体中的溶解热力学参数:亨利系数(Hi)、自由能(ΔG),焓变(ΔH)和熵变(ΔS)。得到了如下结论:随着温度升高,亨利系数(Hi)逐渐增大,丙烯酰胺蒸汽在离子液体中的溶解度逐渐降低。体系焓变ΔH<0,表明离子液体吸收丙烯酰胺的过程放热。吸收熵变ΔS按以下顺序递增:[emim][Tf2N]<[bmim][BF4]<[bmim][PF6]<[bmim][Tf2N]<[hmim][Tf2N]。吸收熵变ΔS越大,离子液体和丙烯酰胺体系越稳定,即离子液体与丙烯酰胺间的作用力越大。