羟乙基乙二胺/甲基二乙醇胺混合醇胺溶液吸收CO2的密度泛函研究

摘要：

根据两性离子机理对羟乙基乙二胺(AEEA)和甲基二乙醇胺(MDEA)的混合醇胺水溶液吸收CO2的反应步骤进行了理论研究,在B3LYP/6-311++G(d,p)计算水平下,对各个反应的过渡态构型进行了优化,并确定了反应路径及反应能垒.根据反应能垒确定了吸收CO2过程中的主要反应,并基于过渡态理论对主要反应的反应速率常数进行了计算,反应速率常数针对隧道效应进行了校正.研究结果表明,在吸收过程中,COz更易于与AEEA中的伯胺N原子发生反应生成两性离子,然后再与溶液中含有碱性基团的物质发生分子间氢转移.其中,两性离子的形成过程为吸收过程的速控步骤,在298 K下的反应速率常数为4.59×104 L·mol-1·s-1,随着温度上升,反应速率常数显著增加.氢转移的反应速率常数显著高于前者,3种碱性基团在氢转移过程中起到的作用比较相似,298 K下的反应速率常数也很接近.AEEA和MDEA会催化CO2与水反应并生成碳酸氢根,但逆反应能垒低,反应产物不稳定,容易分解.

关键词：醇胺、吸收、密度泛函理论、过渡态理论、反应速率常数

所属期刊栏目：38

分类号：O604

资助基金：国家自然科学基金21576287

在线出版日期：2022-11-28（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：407-414