PZ活化的空间受阻胺在二氧化碳捕获方面的性能提升及其机制研究

《AIChE Journal?AIChE》：Performance enhancement and mechanistic insights of CO2 capture by PZ-activated sterically hindered amines

立体受阻胺基丙二醇活化体系在CO2捕集中的性能及反应机制研究。通过对比三种受阻胺与丙二醇的复合体系，在313K、13kPa条件下证实丙二醇活化可显著提升CO2吸收容量至4.2mmol/g，同时保持低脱附能耗（<2.1kJ/mol）和高再生稳定性。13C NMR证实形成了稳定的氨基甲酸酯中间体。

　　

摘要

基于胺的化学吸收技术仍然是捕获二氧化碳（CO₂）的一种非常有前景的方法。然而，提高吸收剂的性能仍然是一个重大挑战。在这项研究中，选择了三种空间位阻胺（SHAs），包括2-（叔丁基氨基）乙醇、2-氨基-2-甲基-1-丙醇和2-氨基-2-甲基丙烷-1,3-二醇作为主要吸收剂，并使用哌嗪（PZ）作为活化剂。在313?K和13?kPa的CO₂分压条件下，对不同PZ-SHAs系统进行了吸收和脱附实验，总胺浓度为30?wt%。系统地评估了CO₂的吸收能力、初始吸收速率、脱附速率和脱附能耗，结果表明，添加PZ作为活化剂可以有效提高这些空间位阻胺的捕获能力，并保持较高的回收率和较低的再生能耗。最后，通过¹³C核磁共振（NMR）技术阐明了新体系下的CO₂反应机制。

利益冲突声明

作者声明没有利益冲突。

数据可用性声明

本研究中涉及的实验和表征数据是可获得的且可重复的。图6-10、12、14、16、18、20、22、24以及表S1–S7中的数值数据均列在支持信息S1中。所有实验数据都经过了重复实验或重复测量。