超声处理对单乙醇胺(MEA)和哌嗪(PZ)溶剂完整性的影响研究

研究人员针对传统加热导致胺类溶剂降解的问题，创新性地采用不同频率超声处理技术，系统评估了30 wt%单乙醇胺(MEA)和20 wt%哌嗪(PZ)的稳定性。研究发现75小时超声处理(52-61.6°C)较传统加热(106.9-108.3°C)能显著保持溶剂理化性质，碳负载量(7.13 vs 7.89 mol/kg MEA)、吸收率等关键指标接近原始样品，FTIR/NMR证实结构完整性，溶剂损失率仅0.004%-0.03%/h，为工业CO2捕集工艺优化提供新思路。

　　

这项开创性研究深入探究了超声技术对两种重要胺类溶剂——30 wt%单乙醇胺(monoethanolamine, MEA)和20 wt%哌嗪(piperazine, PZ)的分子完整性影响。与传统加热方法相比，长达75小时的超声处理展现出显著优势：在360 kHz频率下处理的MEA溶液最高温度仅61.6°C，碳负载量保持7.13 mol/kg，与原始样品(7.89 mol/kg)相差无几；25 kHz处理的PZ溶液也表现出优异的稳定性(5.81 vs 5.9 mol/kg)。

令人振奋的是，超声处理的样品不仅避免了传统加热导致的明显变色现象(108.3°C/2h MEA，106.9°C/5h PZ)，其CO₂吸收能力、pH值和扩散系数等关键参数均与新鲜配制样品相当。傅里叶变换红外光谱(Fourier transform infrared, FTIR)和核磁共振(nuclear magnetic resonance, NMR)分析进一步证实了溶剂分子结构的完整性。更值得关注的是，超声处理过程的溶剂损失率低至0.004%-0.03%/h，扩散系数损失仅0.01%-0.06%/h，这些突破性发现为工业规模CO₂捕集系统的溶剂再生工艺提供了革命性的优化方案。