Viscosity of Ionic Liquids with Electrolyte Perturbed-Chain Statistical Associating Fluid Theory and Free Volume Theory文献综述
2020-04-18 20:43:00
一、选题的目的和意义 目前全球变暖是人们面临的最大问题,自从20世纪以来,温室气体的排放被认为是气候变化最主要的因素,其中二氧化碳占人为温室气体排放的76%;二氧化碳排放主要来自以化石燃料为原料的发电厂,工厂以及交通运输,减少二氧化碳排放已经成为全球性的研究课题,其中从气体混合物中分离二氧化碳对减少二氧化碳的排放有着重要的意义[1, 2]。
离子液体是熔融盐,大多数离子液体的熔点低于100℃,离子液体的性质主要取决于其化学结构,使设计成为满足特定应用的离子液体成为可能,因此离子液体被称为”可设计的溶剂”[3]。
目前的研究表明离子液体(Ionic Liquids)是用于二氧化碳分离具有前景的吸收溶剂,由于许多离子液体具有高的二氧化碳溶解度以及高选择性分离气体混合物中的二氧化碳[4]。
考虑到其潜在的工业应用价值,有关纯离子液体和含有离子液体混合物的传递性质研究是非常重要的。
粘度是二氧化碳分离过程设计中最重要的物理性质之一,因为粘度对传质和传热速率以及流体行为具有很大的影响[5]。
已经有大量的实验对纯离子液体的粘度性质进行了测定,然而,由于离子液体的数量庞大,据估计,一共可以合成1018种离子液体[3],所需的实验数量远远不够,因此,研究一定温度和压力范围下纯离子液体和离子液体混合物的粘度计算模型是非常重要的,以及有关微观结构对离子液体影响的认识对二氧化碳的分离是重要的[2]。
二、国内外研究现状 目前以及提出许多理论方法模拟离子液体系统的粘度。
Abbott采用孔理论表示纯离子液体的粘度,计算值和实验值之间的相对平均偏差为122.5%;基团贡献法被提出用于预测离子液体的粘度,但这种方法不能在较大压力范围下使用;Polishuk提出一种结合统计缔合流体理论和立方型状态方程修正的Yarranton-Satyro模型,并且很好地关联了咪唑类离子液体的粘度实验值,然而,只考虑了很少的纯离子液体[5];Riva等人将粘度拟合到基于134种离子液体实验数据的数学模型,然而没有考虑压力对离子液体粘度和离子液体混合物粘度的影响;Haghbakhsh和Raeissi采用Vogel关联式和Daubert-Danner关联式研究常压下8种离子液体及其混合物;Hosseini等人提出基于硬球模型预测较宽温度范围下17种离子液体的粘度。
徐等人将Eyring理论和UNIQUAC方程、非随机双液模型、Wilson方程结合,用于表示离子液体混合物的粘度,但模型不能描述纯离子液体的粘度;Almeida等人采用Vogel-Fulcher-Tamman模型研究带有常见阳离子的纯离子液体和离子液体混合物的密度,但模型 参数取决于混合物的组成,其限制了进一步的预测[2];Llovell和Vegas等人结合soft-SAFT和FVT理论表示[Cnmim][BF4]和[Cnmim][BF4]混合物的粘度[5]。