由均相路易斯酸催化剂促进的离子液体溶剂的节能二氧化碳解吸

《ACS Sustainable Chemistry & Engineering》：Energy-Efficient CO2 Desorption of Ionic Liquid Solvents Facilitated by Homogeneous Lewis Acid Catalysts

本研究提出利用均相Lewis酸离子液体（LAIL）催化剂促进CO?脱附，以[Bmim]?[CoCl?]为例，脱附量提升54.1%，活化能降低30.3%，再生能耗0.90 GJ/t CO?，绿色度生产值较传统体系提高673.6 gd/h。

　　

离子液体（ILs）由于其可设计的结构以及同时作为吸收剂和催化剂的双重功能，在二氧化碳（CO₂）捕获方面展现出巨大潜力。我们之前设计的IL溶剂（[Cho][Triz]/TMS）具有良好的吸收性能，但再生速率较慢。本文提出了一种新策略，利用均相路易斯酸IL（LAIL）催化剂在较低温度下促进IL吸收剂中的CO₂解吸。基于钴（Co）的LAIL [Bmim]₂[CoCl₄]表现出优异的性能：与空白实验相比，CO₂解吸量增加了54.1%，活化能降低了30.3%，从而实现了较低的再生能耗（0.90 GJ/t CO₂）。这一效果归因于[Bmim]₂²⁺中的C2–H基团和[CoCl₄]^2–中的Co位点对C–N键的断裂起到了促进作用，同时增强了布伦斯特酸位点和路易斯酸位点的活性。通过绿色度方法评估的基于IL的CO₂捕获过程的环境影响表明，IL-LAIL系统的绿色度生产值分别比IL系统和MEA系统高出79.6 gd/h和673.6 gd/h，显示出更高的环境可持续性。本研究为利用均相催化剂实现高效CO₂捕获提供了一种可行的策略。