SO₂作為一種空氣污染物，對人體健康和生態(tài)環(huán)境有著嚴(yán)重的危害。因此，SO₂排放的控制受到越來越多研究者的關(guān)注。目前使用鈣基吸收劑和氨溶液的濕法脫硫(FGD)技術(shù)是控制SO₂排放最有效的方法，然而以上方法仍然存在嚴(yán)重的不足。例如，產(chǎn)生大量無用的副產(chǎn)品和廢水；氨溶液的揮發(fā)性不僅降低了脫硫效率，而且造成了二次污染。新型SO₂吸收劑離子液體（ILS）和低共熔溶劑（DESs）可解決SO₂捕集過程中吸收劑揮發(fā)的問題，但其高粘度限制了它們的實際應(yīng)用。

近日，趙文波教授課題組在SO₂氣體捕集方面取得重要研究進(jìn)展。首先合成了低粘度氨基烷基-苯基-硅烷以捕獲SO₂。苯基之間的π-π相互作用降低了氨基烷基-苯基-硅烷的揮發(fā)性，但沒有明顯增加粘度。含有兩個苯基的N-[(二甲基苯基甲硅烷基)甲基]-N-甲基苯甲胺(DPSA)具有最強的π-π相互作用，因此其熱分解溫度可達(dá)150°C，而其25℃時的粘度僅為8.45 mPa·s，遠(yuǎn)低于ILs和DESs。DPSA吸收反應(yīng)的焓變和熵變分別為-79.284 KJ/mol和-224 Jmol^-1K^-1，是目前文獻(xiàn)報道SO₂捕獲反應(yīng)的最高絕對值。文中首次提出了一個目標(biāo)函數(shù)

來計算最佳的吸收和解吸溫度。此外，五個循環(huán)的再生實驗表明DPSA具有良好的再生能力。相關(guān)研究成果以“Low Viscous Aminoalkyl-phenyl-silane with π-π Interaction and Its Optimal SO₂Capture Condition”為題發(fā)表在化工頂級國際學(xué)術(shù)期刊AIChE Journal上（論文鏈接：https://doi.org/10.1002/aic.17775）。論文第一作者為我院2018級碩士研究生郝博，通訊作者為趙文波教授，通訊單位為昆明理工大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院。

另外課題組通過兩步反應(yīng)合成了一種低粘度、高熱穩(wěn)定性的二丁基-(1,1-二甲基-3,3,3-三苯基-二硅氧烷基甲基)-胺(DDTDA)。發(fā)現(xiàn)其與SO₂的反應(yīng)焓和熵變分別為-85.39 KJ/mol和-244 J mol^-1K^-1，其絕對值相比于DPSA得到進(jìn)一步增加。數(shù)學(xué)實驗證明，簡單地比較兩種吸收劑在一定溫度下的容量來評估它們的吸收性能是不科學(xué)的。不同的吸收劑具有不同的最佳捕集溫度范圍，該范圍由其反應(yīng)焓變和熵變決定。相關(guān)研究成果以“A standard function to evaluate optimal absorption and desorption temperature of SO₂absorbent: Taking amine alkyl organosilicon as example”為題發(fā)表在化工領(lǐng)域國際Top學(xué)術(shù)期刊Separation and Purification Technology上(論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.seppur.2022.120634)。論文第一作者為我院2020級碩士研究生童向鑫，通訊作者為趙文波教授，通訊單位為昆明理工大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院。

以上研究工作得到了國家自然科學(xué)基金（22068016，21666011）以及云南省“興滇英才支持計劃”青年人才專項的資助。