离子液体应用实例.ppt

* 煤化工1: CO2捕集/转化 MEA法 IL溶剂法 再生能耗(GJ/hr) 576.49 322.94 吨产品能耗（GJ/t CO2) 3.61 2.02 节能效果（t 标煤/t CO2） 0.054 能耗成本降低（元/ tCO2) 64.8 能耗成本节约（万元/年） 2820.1 节能效果 44% 吸收容量可提高1.2-2.3倍, 再生能耗较醇胺法降低44％,吸收-解吸速度快,设备投资小 * IL=Solvent CS2 NaOH CS2 NaOH H2O, H2SO4 传统工艺 Since 1892 Dissolving Pulp Alkali- Cellulose Alkali- Cellulose Viscose solution Reshaping Coagulation Products IL=Solvent 离子液体新工艺 H2O Dissolving Pulp Direct dissolution In IL Reshaping Coagulation Products Dry Wet 工艺复杂，流程长；使用大量有毒，有害污染 ； 能耗高，溶剂回收率低 可再生能源1: 纤维素溶解 * 可再生能源2: PET聚酯(塑料)的催化降解 PET作为重要的基础原料，如何实现其生产、加工、回收利用的良性循环，已 成为当前聚酯工业的重要课题之一。本项目采用具有独立知识产权的新型催化剂代替常规酸碱、可溶盐作为PET聚酯降解的新型催化剂，建立了PET聚酯的催化降解新工艺。 废旧 PET 催化反应 离子液体 超强酸 催化 离子液体 溶剂降解 单体 BHET 小分子 低聚物 乙二醇 溶剂 工艺路线 项目特色： 催化剂热稳定性高，易与产品分离，可循环利用 高的PET降解率\单体的全程回收率 相关专利共4项: 200710175704.2 ; 200810101969.2; …… 原料及降解装置 固载化催化剂 * 电化学1: 锂电池/锌空电池 离子液体在电化学领域有广泛的应用前景。当前本实验室开展的离子液体电化学应用领域有低温电解、电镀技术，锂离子电池，燃料电池等。其中离子液体低温电镀铝技术经系统研究证明具有镀层质量好、能耗低等特点，是较具工业推广价值的一项技术。离子液体作为电解质在锂离子电池、燃料电池方面的应用研究已搭建相关研究测试平台。 电池研发平台 * 离子液体低温电解技术 新体系: AlCl3 -[emim]X 电解温度：100～300℃ 电流密度：5-30mA/cm2 电流效率：80％左右 电耗： 5～7kW·h·kg-1 石墨电极 电解铝装置 电解铝 电解镁 电化学2: 电解/电镀Al/Mg 采用新型电镀液和配套工艺 在不同材料上获得优良的金属/合金镀层，改善材料性能 在较低的温度下进行，能耗低，成本低，对基材无破坏 离子液体电镀新工艺 * 材料: 离子热合成分子筛规模化制备 作为重要的催化材料、吸附材料和离子交换材料，分子筛多孔材料广泛应用于石油加工、石油化工、煤化工与精细化工等领域，应用前景十分广阔。目前国内4A分子筛的需求量在10万吨以上，而实际生产能力只有4万多吨。本项目开发的离子热合成方法，绿色、安全、高效，是一种可完全替代现有溶剂法的全新技术。 项目特色： 常压合成，反应过程安全 避免挥发性有机溶剂的使用，环境友好 离子液体种类繁多结构独特,反应过程中易得到新型结构的分子筛 离子液体已规模化生产且可循环使用，体现了过程的绿色化 离子热合成的产品（GIS型分子筛） 相关专利: 200810105982.5 技术原理 Company Logo Company Logo COMPANY LOGO 定义： 离子液体是由阴离子 和阳离子构成的，在室温 附近呈液态的盐类物质。 特性： “零”蒸气压 低熔点，-70 ℃ 宽液程，-70－300 ℃ 电导率高, 1 mS/cm 电化学窗口宽, 4 V 良好的溶解能力 高的热/化学稳定性 结构-性质的可设计性 结构： 阳离子 阴离子 离子液体的定义、结构和特性 离子液体的合成规模 实验室（少量） 工厂 （大规模） 纯度 多品种规模制备 中科院过程工程研究所合作单位——林州科能材料 1914 1948 1992 1998 1999 2002 2003 2006 ？ 应用 电镀、有机合成 有机合成、催化反应、分离工程和电化学等 手性合成、萃取分离、环境工程等 拓展了离子液体的功能和应用范围 在分离纯化及应用领域的拓展 德国BAS