史新樂(lè)，劉碩磊，周靜雪，王建英

(1.河北科技大學(xué)化學(xué)與制藥工程學(xué)院，河北石家莊 050018；2.河北省藥物化工工程技術(shù)研究中心，河北石家莊 050018)

功能化離子液體脫除煙氣中SO2的研究進(jìn)展

史新樂(lè)1,2，劉碩磊1,2，周靜雪1,2，王建英1,2

(1.河北科技大學(xué)化學(xué)與制藥工程學(xué)院，河北石家莊 050018；2.河北省藥物化工工程技術(shù)研究中心，河北石家莊 050018)

功能化離子液體具有獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì)，在煙氣脫硫領(lǐng)域受到廣泛關(guān)注。綜述了胍鹽類(lèi)、醇胺類(lèi)、醚類(lèi)功能化離子液體在工業(yè)煙氣脫除二氧化硫方面的最新研究，介紹了聚合及負(fù)載2種固載化離子液體在工業(yè)煙道氣脫硫方面的應(yīng)用情況，提出了離子液體工業(yè)化應(yīng)用中做好基礎(chǔ)研究工作的相關(guān)建議：一是開(kāi)發(fā)脫硫功能化離子液體，從理論上探討并提出離子液體的脫硫反應(yīng)機(jī)理和具體模型；二是開(kāi)展固載化離子液體的研究，探索其循環(huán)使用性能，提高使用壽命。

吸附與離子交換；離子液體；煙氣；吸收；SO2；固載化離子液體

SO2是引起大氣污染極為嚴(yán)重的氣體之一，其排放主要集中在工業(yè)燃煤煙氣上。據(jù)報(bào)道，2013年僅河北省SO2的排放量就達(dá)到128.47萬(wàn)t。預(yù)計(jì)到2030年，全國(guó)SO2的排放量為1 904萬(wàn)t。釋放出的SO2氣體對(duì)人體和生態(tài)環(huán)境均會(huì)造成危害，但SO2又是一種重要的化工原料，其回收具有一定的經(jīng)濟(jì)效益。因此，控制SO2的排放以及對(duì)SO2進(jìn)行回收再利用至關(guān)重要。目前工業(yè)上的煙氣脫硫(FGD)技術(shù)大多數(shù)采用酸堿中和原理，即利用鈣基、鈉基、鎂基等堿性化合物吸收SO2等酸性氣體。該技術(shù)雖然很容易達(dá)到脫硫要求，但存在硫資源不能回收利用、廢棄物難以處理、易造成二次污染、能耗高、設(shè)備腐蝕嚴(yán)重等問(wèn)題[1-3]。因此，尋找新的SO2吸收劑顯得尤為重要。

離子液體是近年來(lái)快速發(fā)展的一種新型綠色功能化材料，它是由有機(jī)陽(yáng)離子和有機(jī)或無(wú)機(jī)陰離子構(gòu)成，在室溫呈液態(tài)的鹽類(lèi)。為了滿(mǎn)足不同的需要，可通過(guò)對(duì)陰、陽(yáng)離子進(jìn)行定向設(shè)計(jì)，合成出功能化離子液體(functionalizedionicliquids，F(xiàn)ILs)。脫硫功能化離子液體不僅具有傳統(tǒng)離子液體的性質(zhì)，如蒸氣壓低、化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性良好、結(jié)構(gòu)可設(shè)計(jì)等，還具有其他一些明顯的優(yōu)勢(shì)(如離子液體不揮發(fā)、無(wú)損失，凈化后的煙氣中不含有離子液體，硫資源能夠有效回收等)。脫硫功能化離子液體的這種優(yōu)勢(shì)使其成為眾多學(xué)者的研究重點(diǎn)。本文綜述了胍鹽類(lèi)、醇胺類(lèi)、醚類(lèi)功能化離子液體脫除煙氣中SO2的最新研究，并介紹了聚合及負(fù)載2種固載化離子液體在工業(yè)煙道氣脫硫方面的應(yīng)用情況，對(duì)離子液體脫硫的工業(yè)化應(yīng)用提出了相關(guān)建議。

1 功能化離子液體脫除煙氣中SO2的相關(guān)研究

自2004年韓布興課題組[3]首次報(bào)道關(guān)于離子液體脫硫的研究后，相關(guān)離子液體吸收SO2的研究大量見(jiàn)諸報(bào)道，主要包括設(shè)計(jì)合成新的離子液體，功能化離子液體脫除SO2的能力、機(jī)理及其再生性能，計(jì)算機(jī)模擬探討離子液體的構(gòu)效關(guān)系等[4-6]。

1.1 胍鹽類(lèi)離子液體

胍鹽類(lèi)離子液體是人們研究最為成熟的一類(lèi)功能化離子液體，通常由胍鹵鹽和烷基反應(yīng)制得。胍鹽分子結(jié)構(gòu)中，3個(gè)氮原子形成共軛體系，電荷分散程度高，使得胍鹽類(lèi)離子液體具有非常好的化學(xué)穩(wěn)定性[7-8]。韓布興課題組[3]最早研究和報(bào)道了胍鹽類(lèi)離子液體的脫硫性能，將四甲基胍和乳酸反應(yīng)制得的四甲基胍乳酸鹽通入SO2的模擬煙氣中進(jìn)行研究，他們認(rèn)為低壓(1.2×105Pa)下離子液體對(duì)SO2的吸收屬于化學(xué)吸收，高壓(4×105Pa)下離子液體有物理和化學(xué)2種吸收方式，并認(rèn)為化學(xué)吸收的機(jī)理如圖1所示，即SO2中的O原子與胍鹽類(lèi)離子液體陽(yáng)離子上的N原子發(fā)生了較強(qiáng)作用，從而達(dá)到脫硫效果。

圖1 [TMG][L]離子液體與SO2的反應(yīng)機(jī)理
Fig.1 Proposed mechanism of the absorption of SO2by [TMG][L]

為了更深入地探討胍鹽類(lèi)離子液體與SO2的作用機(jī)理，YU等[9]采用分子動(dòng)力學(xué)模擬和量子力學(xué)從頭算的方法，對(duì)3種離子液體([TMG][BF4]，[TMG][L]和[TMG][Tf2N])與SO2之間的相互作用進(jìn)行了深入分析。結(jié)果發(fā)現(xiàn)BF4和Tf2N為陰離子時(shí)與SO2之間沒(méi)有化學(xué)作用，而乳酸根為陰離子時(shí)卻可以與SO2發(fā)生化學(xué)作用，形成化學(xué)鍵。計(jì)算機(jī)模擬結(jié)果不僅證明了陰離子在離子液體吸收SO2的化學(xué)反應(yīng)中起到了關(guān)鍵性的作用，同時(shí)也解釋了SO2在[TMG][L]中的溶解性比在[TMG][BF4]和[TMG][Tf2N]好的原因。

胍鹽類(lèi)離子液體合成方式簡(jiǎn)單、分離純化容易，氮原子上的取代基R可以進(jìn)行設(shè)計(jì)和調(diào)節(jié)，通過(guò)分子設(shè)計(jì)可以幫助人們尋找到更好的脫硫功能化離子液體。但是，胍鹽類(lèi)離子液體成本較高等問(wèn)題也限制了它的工業(yè)應(yīng)用。

1.2 醇胺類(lèi)離子液體

醇胺類(lèi)離子液體是另一類(lèi)在SO2脫除中具有重要應(yīng)用的離子液體，由醇胺陽(yáng)離子和各種酸根陰離子組成，通過(guò)化學(xué)吸收作用形成氮硫鍵從而達(dá)到脫硫效果。

YUAN等[10]合成了一系列醇胺類(lèi)離子液體，并研究了其脫硫性能，通過(guò)紅外光譜研究發(fā)現(xiàn)吸收SO2后出現(xiàn)了2個(gè)新峰—C=O—OH和N—S=O—，而吸收前的—C=O—O—峰消失，認(rèn)為醇胺類(lèi)離子液體的反應(yīng)機(jī)理如圖2所示，即離子液體中—NH上的N原子和SO2中的S原子形成了N—S鍵，羧酸鹽轉(zhuǎn)化為羧酸。

圖2 醇胺類(lèi)離子液體與SO2的反應(yīng)機(jī)理
Fig.2 Proposed mechanism of the absorption of SO2by amino-based ionic liquid

翟林智等[11]制備了以乙醇胺為陽(yáng)離子的一系列醇胺類(lèi)離子液體。研究表明，這類(lèi)醇胺類(lèi)離子液體對(duì)SO2的飽和吸收量均能達(dá)到1mol，并且可以進(jìn)行多次吸收-解吸循環(huán)。

為了解決制備醇胺類(lèi)離子液體耗時(shí)較長(zhǎng)的問(wèn)題，何川等[12]采用水浴微波的方法合成了一系列醇胺類(lèi)離子液體，通過(guò)正交試驗(yàn)對(duì)水浴微波法合成乙醇胺類(lèi)離子液體的條件進(jìn)行了優(yōu)化，使反應(yīng)時(shí)間大為縮短。脫硫性能實(shí)驗(yàn)表明，醇胺類(lèi)離子液體對(duì)SO2有很好的吸收性。對(duì)SO2的解吸性能進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，微波輔助能加快解吸速率，縮短解吸時(shí)間。ZHAI等[13]也采用水浴微波法合成了乙醇胺乳酸鹽([MEA]L) 功能化離子液體，通過(guò)脫硫研究發(fā)現(xiàn)其對(duì)SO2具有良好的吸收效果。

醇胺類(lèi)離子液體具有脫硫率高、可重復(fù)使用性能好、重復(fù)過(guò)程損失量小等諸多優(yōu)勢(shì)，與胍鹽離子液體相比還具有合成價(jià)格低廉等優(yōu)勢(shì)，在SO2的脫除及凈化中具有極大的研究?jī)r(jià)值和應(yīng)用前景。

1.3 醚類(lèi)離子液體

含有醚鏈的離子液體中醚鏈上的氧負(fù)離子能夠與SO2分子中的S發(fā)生弱相互作用(物理作用)，因此，醚類(lèi)離子液體吸收SO2的條件更加溫和，解吸SO2也相對(duì)容易。為了增加活性位點(diǎn)，提高SO2的吸收量，研究者通常將醚基功能基團(tuán)引入咪唑環(huán)上，制備出含有多個(gè)醚鏈的咪唑功能化離子液體[14]。

HONG等[14]分別合成了一系列含有醚類(lèi)的功能化離子液體([E1MIm]MeSO3，E1)，([E2MIm]MeSO3，E2)，([E3MIm]MeSO3，E3)，([E8MIm]MeSO3，E8)和普通離子液體([E0MIm]MeSO3，E0)。在常壓、30 ℃的條件下，1mol的E1，E2，E3及E8對(duì)于SO2的吸收量分別為2.30，3.19，3.81和6.30mol，而E0吸收SO2僅為1.86mol。這一結(jié)果有力地證明了含有醚基的離子液體可以有效地提高SO2的脫除能力，且隨著醚鏈上氧原子個(gè)數(shù)的增加，對(duì)SO2的脫除能力也隨之增加。通過(guò)FT-IR和量子計(jì)算的結(jié)果表明，SO2與陰離子以及咪唑環(huán)上的氧原子有一定的作用，此過(guò)程為物理吸收。

陳瑩等[15]以廉價(jià)的聚乙二醇單甲醚為原料，通過(guò)兩步法合成了一系列含有長(zhǎng)醚鏈的功能化離子液體[M-PEG700MIm][Tosyl]，[M-PEG500MIm][Tosyl]和[M-PEG350MIm][Tosyl]，并對(duì)其脫硫性能進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，這3種離子液體吸收SO2的吸收量分別為5.51，6.85和8.52mol。這一結(jié)果也同樣說(shuō)明了離子液體的吸收性能隨著陽(yáng)離子上醚基個(gè)數(shù)的增多而增強(qiáng)。循環(huán)使用性能研究表明，吸收10次后的離子液體脫硫能力并沒(méi)有下降，離子液體質(zhì)量幾乎沒(méi)有損失。1HNMR圖譜和Raman光譜表征結(jié)果證明PEG基功能化離子液體脫除SO2的方式為物理吸收。這與HONG等[14]的實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致。

盡管?chē)?guó)內(nèi)外對(duì)設(shè)計(jì)、合成具有高脫硫能力的功能化離子液體的相關(guān)研究取得了一定的進(jìn)展，但是離子液體固有的合成成本高、黏度大、氣液傳質(zhì)阻力大等問(wèn)題，對(duì)將來(lái)的工業(yè)化應(yīng)用起到了阻礙作用，將離子液體聚合化或者固載化可以使這些問(wèn)題得到有效解決。

2 固載化離子液體在煙道氣脫硫領(lǐng)域的應(yīng)用

離子液體固載化是指通過(guò)將離子液體單體聚合為多孔結(jié)構(gòu)的材料或者將離子液體固載到多孔材料上。固載化的離子液體不但具備功能化離子液體高選擇性、高吸附容量等特點(diǎn)，還具有多孔材料物理吸附量大、吸附工藝簡(jiǎn)單、能耗低、對(duì)設(shè)備腐蝕小的特性。固載化離子液體作為脫硫劑的優(yōu)勢(shì)在于：1)借助多孔材料載體的支撐，擁有良好的力學(xué)性能；2)孔隙率和比表面積更大，為離子液體和SO2的接觸提供充分的界面積，對(duì)氣體的擴(kuò)散、吸附更有利；3)可大大減少離子液體的用量，降低應(yīng)用成本。因此固載化離子液體在煙道氣脫硫領(lǐng)域有著巨大的應(yīng)用前景。

2.1 聚合離子液體

聚合離子液體是指由傳統(tǒng)離子液體單體聚合形成的，在重復(fù)的單元上可以引入特殊的陰、陽(yáng)離子的一類(lèi)離子聚合物[16]，具有離子液體和高分子聚合物的雙重優(yōu)良性能[17-18]。

WU等[19]通過(guò)反相懸浮聚合法合成了一種多孔交聯(lián)離子丙烯酸四甲基胍(TMG)和N，N-亞甲基雙丙烯酰胺(MBA)離子共聚物。合成步驟如圖3所示。

圖3 反相懸浮聚合法合成P(TMGA-co-MBA)離子液體
Fig.3 Synthesis of cross linked P(TMGA-co-MBA) particles via inverse suspension copolymerization

通過(guò)光學(xué)顯微鏡和掃描電鏡觀察發(fā)現(xiàn)，上述多孔交聯(lián)離子聚合物在SO2的吸附/脫附循環(huán)中，聚合離子的體積、形貌和形狀均未發(fā)生變化。研究發(fā)現(xiàn)，多次吸附/脫附后，多孔交聯(lián)離子聚合物的吸收能力幾乎保持不變，而傳統(tǒng)的PMAG吸收SO2后會(huì)出現(xiàn)很大程度的收縮、坍塌現(xiàn)象。這也說(shuō)明了該固載化離子液體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，吸附/脫附循環(huán)使用性能良好。該固載化離子液體對(duì)SO2的吸附容量高、吸附速率大，可用于煙氣脫硫。

AN等[20]以1,1,3,3-四甲基胍和丙烯酸為原料，通過(guò)中和反應(yīng)制得1,1,3,3-四甲基胍丙烯酸鹽([TMG]A)，再利用自由基聚合反應(yīng)制得聚1,1,3,3-四甲基胍丙烯酸鹽(P[TMG]A)。合成路線(xiàn)和吸收機(jī)理如圖4所示。

圖4 TMGA和PTMGA的合成以及PTMGA可能的化學(xué)吸收機(jī)理
Fig.4 Synthesis of TMGA and PTMGA and possible chemical absorpion mechanism of PTMGA

實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，與N2，CO2，N2+H2，O2相比，P[TMG]A對(duì)SO2的吸附具有很高的選擇性。機(jī)理研究表明，P[TMG]A在吸收SO2時(shí)既有物理吸收又有化學(xué)吸收。相比于單純的TMGA吸收SO2的能力，P[TMG]A的吸附量高出其近2倍。由此可知，聚合的離子液體在吸收SO2方面表現(xiàn)突出，值得進(jìn)行更深入的探索和研究。

與離子液體單體相比，離子液體聚合物更具優(yōu)勢(shì)，它的吸附能力和吸附速度均有提高。其原因?yàn)榫酆衔锇l(fā)達(dá)的孔結(jié)構(gòu)對(duì)物理吸附能力有一定的貢獻(xiàn)，聚離子液體的吸附速率快是由于擴(kuò)散速率的不同引起的，氣體在固體表面的擴(kuò)散速率要遠(yuǎn)大于在較黏的離子液體中的擴(kuò)散速率。

2.2 負(fù)載型離子液體

傳統(tǒng)離子液體黏度大、均相體系界面積小，不利于氣體的溶解和擴(kuò)散。為了更好地提高利用率，離子液體的負(fù)載化(supportedorimmobilizedionicliquid)受到了廣泛關(guān)注。離子液體負(fù)載化是指通過(guò)物理或化學(xué)方法將離子液體負(fù)載(又稱(chēng)固定或固載)到固態(tài)載體上。常用的載體有硅膠、沸石、活性炭等，負(fù)載方法有物理負(fù)載法[21]、化學(xué)負(fù)載法[22]、溶膠-凝膠負(fù)載法[23]。負(fù)載后的固體化離子液體兼有離子液體和多孔載體材料的特性，不僅有利于擴(kuò)大界面積、促進(jìn)傳質(zhì)、方便使用，還可以通過(guò)變溫、變壓吸附或膜分離的方法實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的工業(yè)應(yīng)用。負(fù)載型離子液體在氣體分離和吸附方面的應(yīng)用已有很多報(bào)道[24-25]。

田晉平等[26]將溴代正丁基吡啶通過(guò)等體積浸漬法負(fù)載到活性炭(AC)上制得了負(fù)載型([BPy]Br/AC)離子液體，并在40 ℃，0.1MPa的條件下對(duì)模擬煙氣(SO2的質(zhì)量濃度為3 300mg/m3)進(jìn)行吸附。研究結(jié)果表明，當(dāng)[BPy]Br與AC比值為0.7(質(zhì)量比)時(shí)，SO2的吸附量達(dá)到最大，為 49.5mg/g。他們又進(jìn)一步探討了水蒸氣、CO2和O2含量對(duì)該固載離子液體脫除模擬煙氣中SO2的影響。研究發(fā)現(xiàn)，模擬煙氣中含有的水蒸氣和O2對(duì)[BPy]Br/AC脫硫性能具有明顯的抑制作用，這可能是因?yàn)镠2O和CO2均會(huì)和[BPy]Br結(jié)合，與SO2形成競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，O2也能影響[BPy]Br/AC的脫硫性能[27]。ZHANG等[28]采用浸漬法將四甲基胍乳酸離子液體負(fù)載到硅膠等多孔材料上制備了負(fù)載型離子液體，并測(cè)定了20 ℃，100kPa下脫除模擬煙道氣中含SO2的能力，平衡吸附容量高達(dá)233mg/g；在同樣條件下他們又進(jìn)行了吸附CO2，N2和H2的實(shí)驗(yàn)，但效果不明顯，這說(shuō)明負(fù)載型離子液體對(duì)SO2具有吸附選擇性。

為了進(jìn)一步增加吸收活性位點(diǎn)，肖利容[29]設(shè)計(jì)、合成了一類(lèi)新型雙硅氧烷咪唑離子液體，采用溶膠-凝膠法將離子液體固載于分子篩SBA-15 的孔道骨架中，得到了固載雙硅氧烷咪唑離子液體。通過(guò)調(diào)節(jié)雜化材料中離子液體的負(fù)載量，調(diào)節(jié)其脫硫性能。結(jié)果表明：隨著離子液體固載量的增加，SO2的吸附量呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢(shì)。

負(fù)載型離子液體綜合了離子液體化學(xué)脫硫和載體孔道物理吸附的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)解決了反應(yīng)中液-液分離和離子液體回收較繁瑣的問(wèn)題。當(dāng)用于脫除SO2時(shí)，分離更簡(jiǎn)單、方便，脫硫的活性更高，并且可以重復(fù)使用，降低成本。但是，負(fù)載型離子液體的脫硫能力不等同于離子液體和載體脫硫能力的簡(jiǎn)單疊加，它對(duì)SO2的吸附和脫附機(jī)理相當(dāng)復(fù)雜，可能存在多種吸附場(chǎng)所。因此，有必要對(duì)SO2吸附/脫附過(guò)程進(jìn)行深入的研究，探究脫硫條件溫度、壓力和煙氣組成對(duì)SO2吸附和脫附性能的影響。

3 建 議

離子液體在煙氣脫硫中的應(yīng)用是其發(fā)展的一個(gè)重要研究方向，人們已合成出多種功能化離子液體用于脫除工業(yè)煙氣中的SO2，且已有中試脫硫研究的相關(guān)報(bào)道，國(guó)內(nèi)有幾家企業(yè)也成功進(jìn)行了初步工業(yè)化的應(yīng)用[30]。但目前工業(yè)化運(yùn)行過(guò)程中存在著離子液體價(jià)格昂貴、黏度大、回收成本高等問(wèn)題，阻礙了功能化脫硫離子液體的大規(guī)模推廣。

離子液體工業(yè)化應(yīng)用還需要大量的基礎(chǔ)研究作為支持，建議從以下兩方面開(kāi)展工作：1)開(kāi)發(fā)具有低成本、低黏度、腐蝕性小、同時(shí)對(duì)SO2具有高效吸收和解吸性能的脫硫功能化離子液體，從理論上探討并提出離子液體的脫硫反應(yīng)機(jī)理和具體模型，為工業(yè)化應(yīng)用奠定基礎(chǔ)；2)開(kāi)展固載化離子液體的研究，進(jìn)一步探索固載化離子液體的循環(huán)使用性能，提高固載化離子液體的使用壽命。

/

：

[1] 徐娟, 郭斌, 郭靜, 等. 強(qiáng)化濕式脫硫除塵裝置的研究[J]. 河北科技大學(xué)學(xué)報(bào),2003,24(1):77-79.XUJuan,GUOBin,GUOJing,etal.Studyonthestrengthenedwetdust-removalanddesulfurizationequipment[J].JournalofHebeiUniversityofScienceandTechnology,2003,24(1):77-79.

[2]BERGOTTINIVM,OTEGUIMB,SOSAD,etal.Bio-inoculationofyerbamateseedlingswithnativeplantgrowth-promotingrhizobacteria:Asustainablealternativetoimprovecropyield[J].BiologyandFertilityofSoils, 2015, 51(6):1-7.

[3]WUWeize,HANBuxing,GAOHaixiang,etal.Desulfurizationoffluegas:SO2absorptionbyanionicliquid[J].AngewandteChemie(InternationalEdition), 2004, 43(18):2415-2417.

[4]ATTAAM,ALLOHEDANHA,ABDULLAHMMS.Dipolespoly(ionicliquids)basedon2-acrylamido-2-methylpropanesulfonicacid-co-hydroxyethylmethacrylatefordemulsificationofcrudeoilwateremulsions[J].JournalofMolecularLiquids, 2016, 222:680-690.

[5]NEJADNF,BEIGIAAM.Efficientdesulfurizationofgasolinefuelusingionicliquidextractionasacomplementaryprocesstoadsorptivedesulfurization[J].PetroleumScience, 2015, 12(2):330-339.

[6]TIANShidong,HOUYucui,WUWeize,etal.Hydrophobictask-specificionicliquids:Synthesis,propertiesandapplicationforthecaptureofSO2[J].JournalofHazardousMaterials, 2014, 278:409-416.

[7]YUJing,ZHANGShanshan,DAIYitong,etal.Antimicrobialactivityandcytotoxicityofpiperaziniumandguanidiniumbasedionicliquids[J].JournalofHazardousMaterials, 2016, 307:73-81.

[8]JINMeijin,HOUYucui,WUWeize,etal.SolubilitiesandthermodynamicpropertiesofSO2inionicliquids[J].JournalofPhysicalChemistryB, 2011, 115(20):6585-6591.

[9]YUGuangren,CHENXiaochun.SO2capturebyguanidinium-basedionicliquids:Atheoreticalstudy[J].JournalofPhysicalChemistryB, 2011,115:3466-3477.

[10]YUANXiaoliang,ZHANGSuojiang,LUXingmei.Hydroxylammoniumionicliquids:Synthesis,propertiesandsolubilityofSO2[J].JournalofChemical&EngineeringData, 2007,52:596-599.

[11]翟林智, 鐘秦, 杜紅彩, 等. 醇胺類(lèi)離子液體合成及其煙氣脫硫特性[J]. 化工學(xué)報(bào), 2009,60(2):450-454.ZHAILinzhi,ZHONGQin,DUHongcai,etal.Hydroxylammoniumionicliquids:Synthesisandfluegasdesulfurization[J].JournalofChemicalIndustryandEngineering(China), 2009,60(2):450-454.

[12]何川，鐘秦，杜紅彩, 等.微波法合成醇胺類(lèi)離子液體及其吸收SO2研究[J].化學(xué)工程,2009, 37(2):8-11.HEChuan,ZHONGQin,DUHongcai,etal.MicrowavesynthesisofhydroxylammoniumionicliquidsandSO2absorption[J].ChemicalEngineering, 2009, 37(2):8-11.

[13]ZHAILinzhi,ZHONGQin,HEChuan,etal.Hydroxylammoniumionicliquidssynthesizedbywater-bathmicrowave:Synthesisanddesulfurization[J].JournalofHazardousMaterials, 2010,177(1/2/3): 807-813.

[14]HONGSY,JINKYUI,SANGDL,etal.Ether-functionalizedionicliquidsashighlyefficientSO2absorbents[J].Energy&EnvironmentalScience, 2011,4:1802-1806.

[15]陳瑩，王建英，劉超,等.PEG基功能化離子液體的脫硫性能[J].化工學(xué)報(bào),2015,66(z1):332-337.CHENYing,WANGJianying,LIUChao,etal.SulfurdioxideabsorptionbyPEG-basedfunctionalizedionicliquids[J].JournalofChemicalandEngineering(China), 2015,66(z1):332-337.

[16]CAGLIEROC,HEN,BICCHIC,etal.Matrix-compatiblesorbentcoatingsbasedonstructurally-tunedpolymericionicliquidsforthedeterminationofacrylamideinbrewedcoffeeandcoffeepowderusingsolid-phasemicroextraction[J].JournalofChromatographyA, 2016, 1459:17-23.

[17]HEXiaoyan,LIUZhirong,FANFuhong,etal.Poly(ionicliquids)hollownanosphereswithPDMAEMAasjointsupportofhighlydispersedgoldnanoparticlesforthermallyadjustablecatalysis[J].JournalofNanoparticleResearch, 2015, 17(2):1-10.

[18]GELihai,SONGYanlei,HUANGChongpin,etal.Preparationof5-hydroxymethylfurfuralfromsucroseandmaltosecatalyzedbypoly(ionicliquid)s[J].JournalofBeijingUniversityofChemicalTechnology, 2014, 41(5):9-13.

[19]WULinbo,ANDong,DONGJie,etal.PreparationandSO2absorption/desorptionpropertiesofcrosslinkedpoly(1,1,3,3-Tetramethylguanidineacrylate)porousparticles.[J].Macromolecules, 2006,27:1949-1954.

[20]ANDong,WULinbo,LIBogeng,etal.SynthesisandSO2absorption/desorptionpropertiesofpoly(1,1,3,3-tetramethylguanidineacrylate)[J].Macromolecules, 2007,40:3388-3393.

[21]MEHNERTCP,MOZELESKIE,COOKRA,etal.Supportedionicliquidcatalysisinvestigatedforhydrogenationreactions[J].ChemicalCommunications, 2002,24:3010-3011.

[22]李雪輝, 耿衛(wèi)國(guó), 潘微平,等. 1,3-二酯基取代咪唑型離子液體及其制備方法 [P].中國(guó)專(zhuān)利：100326810, 2005-01-14.

[23]VALKENBERGMH,CASTROCD,HOELDERICHWF.Immobilizationofionicliquidsonsolidsupports[J].GreenChemistry, 2002,4(2):88-93.

[24]TIANJinping,GUOHaidong,WANGZhiqiang,etal.ProgressofSO2absorptionbyimmobilizedionicliquids[J].ScientificJournalofFrontierChemicalDevelopment, 2014,4(1):1-5.

[25]TIANJinping,GUOHaidong,WANGZhiqiang,etal.SO2removalfromasimulatedfluegason[BPy]Br/Ac[J].FreniusEnvironmentalBulletin, 2014,23(12):3511-3516.

[26]田晉平,聞立靜,呂永康,等. 負(fù)載型離子液體溴代正丁基吡啶/活性炭吸附SO2[J]. 過(guò)程工程學(xué)報(bào), 2012,12(2):223-226.TIANJinping,WENLijing,LYUYongkang,etal.Adsorptionperformanceofionicliquid[BPy]BrimmobilizedonactivatedcarbontoSO2[J].TheChineseJournalofProcessEngineering， 2012,12(2):223-226.

[27]田晉平,王志強(qiáng),李寧,等. 煙氣組分對(duì)[BPy]Br/AC去除SO2行為的影響[J].煤炭轉(zhuǎn)化, 2015,38(2):88-92.TIANJinping，WANGZhiqing,LINing,etal.EffectoffouegascompositiononremovalofSO2on[BPy]Br/AC[J].CoalConversion, 2015,38(2):88-92.

[28]ZHANGZhengmin,WULinbo,DONGJie,etal.PreparationandSO2sorption/desorptionbehaviorofanionicliquidsupportedonporoussilicaparticles[J].Industrial&EngineeringChemistryResearch, 2009,48(4):2142-2148.

[29]肖利容. 雙硅氧烷咪唑離子液體/SBA-15雜化材料的制備、表征及其在SO2捕集中的應(yīng)用研究 [D]. 廣州：華南理工大學(xué), 2014.XIAOLirong.Preparation,CharacterizationofDualSiloxane-imidazoleIonicLiquids/SBA-15HybridMaterialandItsApplicationforSO2Capture[D].Guangzhou:SouthChinaUniversityofTechnology, 2014.

[30]王嬌.離子液循環(huán)吸收脫硫法在鋅冶煉工程中的應(yīng)用[J].硫酸工業(yè), 2009(4):44-46.WANGJiao.Applicationofadesulphurizationtechnologybasedonionicliquidrecirculationabsorptioninazincsmeltingproject[J].SulphuricandIndustry, 2009(4):44-46.

Research progress of SO2 removal from fluegas by functionalized ionic liquids

SHIXinle1,2,LIUShuolei1,2,ZHOUJingxue1,2,WANGJianying1,2

(1.SchoolofChemicalandPharmaceuticalEngineering,HebeiUniversityofScienceandTechnology,Shijiazhuang，Hebei050018,China; 2.HebeiResearchCenterofPharmaceuticalandChemicalEngineering,Shijiazhuang，Hebei050018,China)

Functionalizedionicliquidsarereceivingincreasingattentioninthefieldoffluegasdesulfurizationduetoitsuniquephysicalandchemicalproperties.ResearchprogressonthefieldofSO2removalbyionicliquids(ILs)includingguanidinium-based,amines-basedandether-basedILsissummarized.IndustrialapplicationofpolymerizationILsandloadedILstodesulfurizationisreviewed.Relevantsuggestionsonindustrialapplicationofionicliquidsbasedonfundamentalresearchareputforward.Thefirstthingistodevelopfunctionalionicliquidfordesulfurization，andthusinvestigateandproposeitsdesulfurizationmechanismandmodel;thesecondistocarryouttheresearchworkonimmobilizedionicliquid,andexploreitsrecyclingproperties,thusprolongingitsservicelife.

adsorptionandionexchange;ionicliquid;fluegas;absorption;SO2;loadedionicliquids

1008-1542(2017)01-0046-06

10.7535/hbkd.2017yx01008

2016-09-29；

2016-12-11；責(zé)任編輯：張士瑩

河北省科技廳國(guó)際合作與交流項(xiàng)目(16391213D)；河北省人社廳高層次人才資助項(xiàng)目(CG2015003003)

史新樂(lè)(1990—)，女，河北靈壽人，碩士研究生，主要從事離子液體合成及脫硫性能方面的研究。

王建英教授。E-mail：jianyingwang2016@126.com

O645.4；TE

A

史新樂(lè)，劉碩磊，周靜雪，等.功能化離子液體脫除煙氣中SO2的研究進(jìn)展[J].河北科技大學(xué)學(xué)報(bào),2017,38(1):46-51.SHIXinle,LIUShuolei,ZHOUJingxue,etal.ResearchprogressofSO2removalfromfluegasbyfunctionalizedionicliquids[J].JournalofHebeiUniversityofScienceandTechnology,2017,38(1):46-51.