基于功能離子液體聚合物的制備及其在CO2固定當中的應用.pdf

1、本論文首先綜述了CO2的固定,離子液體,聚離子液體以及納米材料的研究背景,尤其是離子液體固定CO2的研究背景。
　　采用價廉易得的原料設計合成了含有酯基和羥基的對稱功能離子液體,并通過熔融縮聚的方法制備了相應的聚離子液體。聚離子液體的結構和性質通過1H-NMR,GPC,TG,DSC,XRD和SEM.進行了表征。DSC,XRD表明這些聚合物均為無定形的,玻璃轉化溫度在20~70oC之間,并且隨陰離子的不同而不同。TGA表明這些聚合物

2、具有高的熱穩(wěn)定性,分解溫度在200oC以上。
　　在25°C,633.5mmHg下研究了對稱功能離子液體以及相應的聚離子液體對CO2的吸收性能,通過研究聚離子液體和相應單體的CO2吸收動力學表明,所制備的功能離子液體對CO2吸收的一個最主要的特點是:雙羥基的功能離子液體比雙酯基的功能離子液體對CO2的吸收容量大。特別是[HHIm]PF6對CO2具有很高的吸收容量(10％mol),并且只需要45min就可達到吸附平衡,比文獻報道的聚

3、離子液體的吸收容量高,是文獻報道的普通離子液體BMIM[PF6]吸收CO2容量的7倍,并且吸收達到飽和的時間比普通的離子液體短。對不同陰、陽離子的離子液體及其聚離子液體的CO2吸收研究表明:陽離子,陰離子結構不同,影響CO2的吸收容量。其中陰離子是影響CO2的吸收容量的主要因素。
　　研究了雙羥基、雙酯基功能離子液體催化CO2環(huán)加成反應,發(fā)現(xiàn)[EEIM]Br具有很高的催化活性,在保持選擇性100%的情況下,轉化率最高可達92%,并

4、且對其可能的反應機理進行了探討。
　　首次采用傳統(tǒng)自由基聚合的方法,以乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDMA)、季磷鹽離子液體(PIL)為單體,一步法制備了核交聯(lián)的納米粒子,用13C-NMR,原子吸收,XPS對其結構進行了表征;用TGA、XRD,DLS對其性質進行了分析,發(fā)現(xiàn)該納米材料具有很高的熱穩(wěn)定性,分解溫度可達265°C,并且為無定形材料。DLS研究發(fā)現(xiàn),當投料為比2:1(EDMA:PIL(molarratio))時,所制備的納米

5、粒子的粒徑在30~120nm之間,通過SEM、TEM、AFM觀察了納米粒子的形貌,TEM觀察發(fā)現(xiàn)該納米粒子殼比較薄,是典型的“平頭”核殼膠束。系統(tǒng)的研究發(fā)現(xiàn),核殼結構納米材料的核為交聯(lián)的乙二醇二甲基丙烯酸酯,殼為聚離子液體,并且對納米粒子的形成機理進行了討論。此外,系統(tǒng)的研究了該納米材料催化CO2與環(huán)氧化合物環(huán)加成反應的活性,發(fā)現(xiàn)該納米材料是CO2與環(huán)氧化合物環(huán)加成反應的高效催化劑。在最佳條件下,底物的轉化率最高可達到99.3%,選擇性