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DFT Study on Thermodynamic Parameters of CO2 Absorption into Aqueous Solution of Aliphatic Amines

Chinese Journal of Chemical Physics 2014年第6期27卷 672-678,I0003页

作者： monireh hajmalek Hossein Aghaie Karim Zare Mehran Aghaie 伊朗伊斯兰阿扎德大学科学研究部化学系德黑兰伊朗萨伊德比赫什蒂大学理学院化学系德黑兰伊朗伊斯兰阿扎德大学德黑兰分校化学部德黑兰

Using density functional theory （DFT）, the thermodynamic parameters of the CO2 absorp-tion into the aqueous solution of the aliphatic amines including some alkylamines, alka-nolamines, diamines and a type of aminoamide were calculated. The geometry optimiza-tion and the calculation of vibrational frequencies in the gas phase were performed at the B3LYP/6-311＋ G（d,p） level of theory. Moreover, the standard solvation free energies of the studied species were computed upon the solution phase optimized geometries through the latest continuum solvation model （SMD/IEF-PCM） at the HF/6-31G（d） level of theory. With this approach, two important properties of the CO2 absorption into the aqueous so-lutions of the studied amines were evaluated： the acid dissociation constant （pKa） of the parent amines and the standard enthalpy change （ΔH^φabs） related to the CO2 absorption process. A roughly linear relationship was observed between pKa and ΔH^φabs. This finding suggests that a raise in the basicity of an amine leads to an increase in the heat released in CO2 absorption and consequently in the required energy for the regeneration of amine.

关键词： Density functional theory Amine CO2 absorption Heat of absorption SMD solvation model

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