CO2-[emim][Tf2N]二元體系汽液相平衡及超額焓研究

何麗娟, 馬文清, 孫尚志, 王淑旭, 吳夏夢

(內蒙古科技大學 能源與環境學院, 內蒙古 包頭 014010)

1 前 言

近年來，CO2作制冷劑的研究與日俱增[1-3]，尋找一種吸收效率高且綠色環保的吸收劑成為研究者關注的焦點。離子液體(inoic liquid)作為新型環保溶劑受到學者的廣泛關注。離子液體是指室溫或室溫附近呈液體狀態的鹽類，一般由有機陽離子和無機陰離子組成，具有液態范圍寬，蒸汽壓低，導電性和熱穩定性良好[4]，溶解能力強[5-8]，分子結構可設計等優點。這些優點使得離子液體為化學反應提供了新的反應環境，因此作為CO2的吸收劑，被廣泛應用于吸收式制冷系統中[9-10]。

離子液體具有可設計性，其種類達1018種[11]。黏度和熱穩定性是篩選離子液體作為吸收劑的重要因素。在吸收式制冷系統中，離子液體黏度越小，CO2分散性越高，能夠越快被離子液體吸收，對比發現陰離子為[Tf2N]-的離子液體黏度最小[12-13]。在實驗溫度為310～450 K、壓力為0～15 MPa 時，CO2在離子液體[emim][Tf2N]中的溶解度能達到 x = 60%[14]。另外，[emim][Tf2N]的熱穩定性較高，實驗溫度高達435.3 ℃，不發生熱失重[15]。因此本文選用離子液體[emim][Tf2N]與 CO2組成制冷工質對，研究其在273.15～328.15 K 的相平衡。

制冷劑和吸收劑的相平衡性質是開展其他研究的基礎，二元體系熱力學性質的模型計算也是備受關注的課題。已有學者使用相關模型對CO2-[emim][Tf2N]二元體系的相平衡進行了關聯計算，但針對熱力學性質的研究還很少。表1 列出了使用相關模型的溫度、壓力范圍，以及關聯數據與實驗數據之間誤差。由表1 可知，基……