深共熔剂的任务定向设计及HCl高效分离、储存与资源化研究
批准号:
22078145
项目类别:
面上项目
资助金额:
64.0 万元
负责人:
吴有庭
依托单位:
学科分类:
绿色化工与化工安全
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
吴有庭
中文摘要
大量HCl副产物广泛来源于众多涉氯行业,其难以处理的问题由来已久,也是难点和痛点。分析表明,高附加值HCl按盐酸形式分离/储存/利用是产品价值严重缩水及难以处理的根源,水不是好的介质。基于突破性的预研结果,本项目提出用任务定向设计的深共熔剂(DES)取代水、作为HCl高效分离/储存/资源化利用的介质这一原创构想。项目将设计2类DES,分别用作HCl和SO2或Cl2按反应-分离耦合方式分离的介质、及HCl储存介质。项目将深入研究2类DES的构效关系、探索HCl等在DES中的溶解平衡、吸收/解吸动力学,考察气体吸收分离、反应-分离耦合、及高纯HCl储存/释放利用等过程中的关键工艺特征、过程机理、及DES再生循环方法等。所有结果将用于验证DES作为HCl分离/储存/资源化利用介质的可能性和可行性。本项目可为涉氯行业的科技革命和产业链的绿色发展带来重大机遇。
英文摘要
A very large quantity of hydrochloride byproduct that can be hardly treated has been produced in many chlorine-involving industries over several decades. Till now, it is still the big challenge and pain point of these industries. It is demonstrated from our analysis that water is not the good choice as the medium for the separation, storage and utilization of high value-added hydrochloride, since the resultinig hydrochloric acid leads to the big shrinkage of value and the enormous difficulties in treatment. On the basis of the breakkthrough results from our pre-study, original idea is proposed to design and use task-specific deep-eutectic-solvents (DESs) in replace of water to act as the solvents for the separation, storage and utilization of hydrochloride in this project. Two class of DESs will be designed to act respectively as the media for the separation of SO2 from HCl in a pattern of reaction-separation coupling, and as the solvents for the storage of hydrochloride. It is proposed to investigate in detail the structure-activity relationship of DESs, the equilibrium thermodynamics and the kinetics of absorption and desorption.of hydrochloride, SO2 or chlorine in the DESs. Particular attentions will be paid on the key technology parameters, the mechanism and the recovery of DESs during the investigation of absorption, reaction-separation coupling, and storage steps. All the resulting data, methods, and technologies will be used to verify the possibility and feasibilty of the proposed idea of using DESs as the active solvents for the separation, storage and utilization of hydrochloride. This project is expected to bring great opportunity for the chlorine-involving industries to realize the science and technology revolution, and the sustainable development of the industry chain.
大量HCl副产物广泛来源于众多涉氯行业,其难以处理的问题由来已久,也是难点和痛点。分析表明,高附加值HCl按盐酸形式分离/储存/利用是产品价值严重缩水及难以处理的根源,水不是好的介质。基于突破性的预研结果,本项目提出用任务定向设计的深共熔剂(DES)取代水、作为HCl高效分离/储存/资源化利用的介质这一原创构想。项目设计了质子型含金属的DES(PM-DES)和以胆碱为母核和含多个羧基的DES(CP-DES)2类DES,分别用作HCl和SO2按反应-分离耦合方式分离的介质、及HCl储存介质。项目经4年探索,设计合成了包括PM-DES和CP-DES在内的数十种新型DES,在结构和性质表征的基础上,探索了HCl和SO2等气体在DES中的溶解平衡、吸收/解吸动力学,考察气体吸收分离,获得了一大批相关的热力学和动力学数据。发现HCl的溶解度在2类DES中可达0.881 g/g,SO2/HCl选择性在PM-DES中可达3.25。初步验证了PM-DES介导的SO2与PCl5反应以实现与SO2拆分的反应-分离耦合法,并构建了一种分离工艺。同时研究了HCl吸收的过程机理,发现DES与HCl之间的氢键作用是关键。最后研究了高纯HCl储存/释放利用等过程中关键工艺特征、及DES再生循环方法等。本项目的所有结果基本验证了DES作为HCl分离/储存/资源化利用介质的可能性和可行性,为涉氯行业的科技革命和产业链的绿色发展带来重大机遇。
质子型离子液体交联的促进传递膜分离二氧化碳性能研究
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批准号:21576129
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项目类别:面上项目
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资助金额:65.0万元
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批准年份:2015
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负责人:吴有庭
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依托单位:
离子液体的双Lewis碱性功能设计及硫化氢的高选择性捕获过程研究
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批准号:21376115
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项目类别:面上项目
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资助金额:80.0万元
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批准年份:2013
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负责人:吴有庭
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依托单位:
低粘度功能化离子液体强化二氧化碳可逆吸收的应用基础研究
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批准号:21076101
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项目类别:面上项目
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资助金额:35.0万元
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批准年份:2010
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负责人:吴有庭
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依托单位:
聚离子液体-硅橡胶固定载体复合膜及其对酸性气体的分离性能
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批准号:20776065
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项目类别:面上项目
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资助金额:27.0万元
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批准年份:2007
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负责人:吴有庭
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依托单位:
国内基金
海外基金