三乙胺与直链醇二元体系的体积-声学-粘度量热及光谱学研究及其在CO2捕集领域的应用

本研究针对胺类溶剂在CO2捕集中挥发性高的问题，通过测量三乙胺与1-丙醇/丁醇/戊醇二元体系的密度(ρ)、声速(u)、粘度(η)，计算超额摩尔体积(VmE)、超额等熵压缩率(κSE)、粘度偏差(Δη)等参数，结合FTIR光谱揭示了分子间相互作用机制，为优化胺-醇体系CO2吸收性能提供理论依据。

　　

随着全球气候变化加剧，CO₂减排成为科学界紧迫课题。胺类溶剂虽具有高效CO₂吸收能力，但其挥发性导致能耗增加和性能衰减。印度SD Fine Chemicals公司提供的三乙胺与直链醇（1-丙醇、1-丁醇、1-戊醇）二元体系，因其可能形成氢键网络而降低挥发性，成为潜在解决方案。

为探究这类体系的相互作用机制，来自喜马偕尔邦大学的研究团队在《The Journal of Chemical Thermodynamics》发表研究。他们采用安东帕DSA 5000同步测定密度和声速，乌氏粘度计测量粘度，结合FTIR光谱技术，在293.15-308.15K温度范围内系统研究了上述体系的热力学行为。通过Redlich-Kister多项式等模型拟合数据，并测试了Gurunberg-Nissan等7种粘度模型的适用性。

【Experimental】
研究使用经蒸馏纯化的AR级试剂，采用振动管密度-声速分析仪（不确定度ρ±5×10^-4 g·cm^-3，u±0.5 m·s^-1）和乌氏粘度计（不确定度±0.003 mPa·s）获取基础数据。

【Results and Discussion】

1. 超额摩尔体积(V_m^E)均为负值，表明混合过程存在体积收缩，归因于三乙胺非键电子对与醇羟基的n→σ*相互作用。随着醇碳链增长，V_m^E负值增大，显示空间位阻效应减弱。
2. 超额等熵压缩率(κ_S^E)呈现复杂变化规律，在x_胺≈0.3处出现极小值，反映特定组成下分子堆积最紧密。
3. 粘度偏差(Δη)分析表明，三乙胺-戊醇体系偏离理想行为最显著，暗示长链醇更易形成结构化网络。
4. FTIR光谱证实N…H-O氢键形成，在3350 cm^-1处羟基峰红移，为热力学数据提供分子层面佐证。

研究验证了McAllister四体相互作用模型对长链醇体系的适用性，为工业吸收剂设计提供模型基础。该工作不仅深化了对胺-醇体系分子相互作用的理解，更为开发低挥发性CO₂捕集溶剂提供了重要参数数据库和理论指导。通过调控醇类碳链长度，可优化溶剂体系的吸收性能和再生能耗，对实现碳中和目标具有实际意义。