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能源问题是关系到人类生存和发展的关键问题。本研究围绕着传统能源的清洁利用和新能源材料的新工艺开发,以离子液体为核心介质,开展了一系列研究工作。本文的研究主要包括如下内容:
1.研究采用流化床法制备多晶硅新工艺。设计并制作了新型流化床反应装置。采用热力学计算的方法,研究了流化床反应器的操作条件,得出反应温度在1100℃至1200℃之间时,在较低的反应压力,较高的氢气三氯氢硅比时,多晶硅的产率较高。研究了沉积速率、流化速度等理论操作条件与三氯氢硅质量,硅球质量,沉积效率,硅球半径等条件之间的关系。进行了初步的流化床实验并获得了少量多晶硅产品。
2.研究了离子液体催化异丁烷丁烯烷基化反应新工艺。采用离子液体和超强酸复配的方法,形成一种新型质子酸型催化剂,应用于异丁烷丁烯烷基化反应,获得了较好的结果。在超强酸中加入一定量的离子液体时,烷基化反应的C8选择性,TMP/DMH值获得了显著提高。在优化的反应条件下,其烷基化性能可达到或超过传统硫酸或氢氟酸的性能。然而,重复性实验表明该催化剂经过多次实验后其性能显著降低。因此,高性能的新型离子液体烷基化催化剂需要探索。
3.研究了离子液体捕集氯化氢的新方法。采用离子液体对氯化氢进行了吸收实验。发现HCl在离子液体中的吸收拥有比常规吸收剂如水更优越的吸收性能。例如:HC1在水中的摩尔分数为0.2886而在[Omim]Cl中的摩尔分数为0.7697。通过研究吸收机理,发现如果吸收同时具有物理和化学吸收则吸收效果将会很好。物理吸收的HC1可以通过简单的加热和抽真空除去。而化学反应形成了ClHCl-不能通过加热和抽真空的方法除去。与传统的吸收剂相比较,离子液体吸收剂具有以下优点:1).较高的吸收性能。2).吸收的HCl可以被重复利用。3).离子液体吸收剂可以被重复利用。