基于功能離子液體聚合物的制備及其在CO2固定當(dāng)中的應(yīng)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(jià)廉易得的原料設(shè)計(jì)合成了含有酯基和羥基的對(duì)稱功能離子液體,并通過(guò)熔融縮聚的方法制備了相應(yīng)的聚離子液體。聚離子液體的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)通過(guò)1H-NMR,GPC,TG,DSC,XRD和SEM.進(jìn)行了表征。DSC,XRD表明這些聚合物均為無(wú)定形的,玻璃轉(zhuǎn)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(duì)稱功能離子液體以及相應(yīng)的聚離子液體對(duì)CO2的吸收性能,通過(guò)研究聚離子液體和相應(yīng)單體的CO2吸收動(dòng)力學(xué)表明,所制備的功能離子液體對(duì)CO2吸收的一個(gè)最主要的特點(diǎn)是:雙羥基的功能離子液體比雙酯基的功能離子液體對(duì)CO2的吸收容量大。特別是[HHIm]PF6對(duì)CO2具有很高的吸收容量(10％mol),并且只需要45min就可達(dá)到吸附平衡,比文獻(xiàn)報(bào)道的聚

3、離子液體的吸收容量高,是文獻(xiàn)報(bào)道的普通離子液體BMIM[PF6]吸收CO2容量的7倍,并且吸收達(dá)到飽和的時(shí)間比普通的離子液體短。對(duì)不同陰、陽(yáng)離子的離子液體及其聚離子液體的CO2吸收研究表明:陽(yáng)離子,陰離子結(jié)構(gòu)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(yīng),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(zhuǎn)化率最高可達(dá)92%,并

4、且對(duì)其可能的反應(yīng)機(jī)理進(jìn)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(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征;用TGA、XRD,DLS對(duì)其性質(zhì)進(jìn)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(dá)265°C,并且為無(wú)定形材料。DLS研究發(fā)現(xiàn),當(dāng)投料為比2:1(EDMA:PIL(molarratio))時(shí),所制備的納米

5、粒子的粒徑在30~120nm之間,通過(guò)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(jié)構(gòu)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(duì)納米粒子的形成機(jī)理進(jìn)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(yīng)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(yīng)的高效催化劑。在最佳條件下,底物的轉(zhuǎn)化率最高可達(dá)到99.3%,選擇性