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CO2捕集是化工研究领域的一个重要课题,其目的是减少CO2向大气中的排放,以缓解温室效应造成的全球气候变暖。目前,工业上常用的CO2捕集方法是有机醇胺化学吸收法,其原理是利用有机醇胺与CO2之间的可逆化学反应来脱除工业尾气中的CO2。有机醇胺与CO2的反应会生成氨基甲酸盐或碳酸氢盐,由于产物中存在着强烈的静电和氢键作用,导致有机醇胺在吸收CO2后粘度会急剧升高,造成吸收过程的传质和传热效率低下,且会出现流体输送等问题。因此,有机醇胺通常需要稀释在水、乙醇、环丁砜等低粘度的物理溶剂中使用。然而,使用物理溶剂作为稀释剂会降低混合吸收剂的总体吸收容量,且传统的有机醇胺和物理溶剂都有较大的挥发性,这会对CO2捕集过程安全和环境造成危害。在本文中,我们提出了一种“化学吸收剂+化学稀释剂”的设计思路,即以胺基密度大、挥发性极低的聚乙烯亚氨（PEI）和四乙烯五氨（TEPA）为核心吸收组分,1-乙基-3-甲基咪唑乙酸盐（[emim][AcO]）和四丁基氢氧化磷-邻氟苯酚（[P4444][2-F-PhO]）为稀释剂和助吸收剂,来构建新型的CO2化学吸收剂。PEI/TEPA对CO2具有较强的化学亲和性,但与有机醇胺一样,在吸收CO2后粘度也会急剧升高,故不能单独使用。[emim][AcO]和[P4444][2-F-PhO]对CO2也有一定的化学亲和性,但其本身粘度较低,吸收CO2后粘度也不会显著升高。所以,由此构建的PEI/TEPA+[emim][AcO]、PEI+[P4444][2-F-PhO]混合吸收剂不仅 CO2吸收容量高,吸收CO2速率快,吸收CO2后粘度变化也不如纯PEI/TEPA显著。另外一方面,PEI/TEPA 和[emim][AcO]/[P4444][2-F-PhO]的挥发性都极低,使得PEI/TEPA+[emim][AcO]/[P4444][2-F-PhO]混合吸收剂用于 CO2 捕集过程的安全性和绿色化程度较高。本文所设计的吸收剂具有热稳定性好、吸收速率快、选择性好、容量高、可回收性好等特点。我们系统考察了PEI/TEPA+[emim][AcO]、PEI+[P4444][2-F-PhO]混合吸收剂的物理性质以及吸收CO2的化学性能,结果表明其对CO2的吸收容量很高,甚至超过了传统的有机醇胺水溶液,认为上述混合物作为水性醇胺捕集CO2的替代物具有广阔的应用前景。此外,CO2化学吸收过程的热力学性质（如反应平衡常数、反应焓变等）也是评价吸收剂的重要参数。为此,我们从反应平衡方程和物料衡算方程出发推导出了一个双位点反应平衡热力学模型（DS-RETM）方程,并用它对实验测得的CO2溶解度数据进行拟合,计算CO2在混合吸收剂中分别与TEPA和[emim][AcO]反应的平衡常数和反应焓变。