论文部分内容阅读
近年来,温室气体CO2的大量排放,导致了日益加剧的温室效应,造成的全球气候变暖,C02的捕集已经成为广泛的研究热点。而大量离子液体的研究证实对CO2有良好的捕集性能,最新研究发现聚合离子液体对CO2的吸收能力为离子液体单体的数倍,同时多孔结构提高比表面积,利于CO2的吸收。本文通过在聚合过程中通入CO2为致孔剂,并与N2气氛下自组装聚合进行对比,分别制得7种聚合离子液体,并对其进行了红外、热重、XPS、氮气吸脱附、CO2-TPD等一系列表征,考察合成出的聚合离子液体对CO2的吸收性能。证明了CO2的致孔能力,提高了聚合离子液体对C02的吸收效果。根据实验目的,季胺化制备了两种含氨基双键的离子液体单体,1-乙烯基-3-氨基咪唑氢溴酸盐([VAIM]Br·HBr)和1-苯乙烯基-3一氨基咪唑氢溴酸盐([SAIM]Br·HBr),并对其进行结构表征和分析。以上述合成的离子液体单体为基础,在聚合过程中通入CO2作为致孔剂与离子液体的氨基结合,生成氨基甲酸盐,并与N2气氛下的自主装聚合作对比。反应结束后,将产物真空升温,使氨基甲酸盐分解,还原氨基,得到如下7种聚合物：1-乙烯基-3-氨基咪唑氢溴酸盐与DVB的共聚物(P([VAIM]Br/DVB))、1-乙烯基-3-氨基咪唑氢溴酸盐与丙烯酰胺、DVB的共聚物(P([VAIM]Br/AAM/DVB))、1-乙烯基-3-氨基咪唑氢溴酸盐与二烯丙基胺、DVB的共聚物(P([VAIM]Br/DAA/D VB))、1-乙烯基-3-氨基咪唑氢溴酸盐与油胺、DVB的共聚物(P([VAIM]Br/OLA/DVB))、1-苯乙烯基-3-氨基咪唑氢溴酸盐与DVB的共聚物(P([SAIM]Br/DVB))、1-苯乙烯基-3-氨基咪唑氢溴酸盐与二烯丙基胺、DVB的共聚物(P([SAIM]Br/DAA/DVB))、1-苯乙烯基-3-氨基咪唑氢溴酸盐与油胺、DVB的共聚物(P([SAIM]Br/OLA/DVB))。对制得的聚合离子液体结构和性能进行表征,发现合成的聚合离子液体具有较高的热稳定性,能在300℃以前保持稳定。由氮气吸脱附实验得到,在C02气氛下聚合的聚合离子液体比在N2气氛下聚合的比表面积及孔容更大。P([VAIM]Br/DAA/DVBXCO2)比表面积最大为160.35m2/g,孔容36.85ncc/g,而P([VAIM]Br/DAA/DVB)(N2)的比表面积为94.39m2/g,孔容为21.69ncc/g; P([SAIM]Br/DVB)(CO2)的比表面积最小为28.11m2/g,孔容6.46ncc/g,而P([SAIM]Br/DVB)(N2)的比表面积为21.16m2/g,孔容为4.86ncc/g。同时在C02气氛下聚合的聚合离子液体比在N2气氛下聚合的吸收的C()2更多,P([VAIM]Br/DAA/DVB)(CO2)对C02的吸收量最多,为0.277mmol/g,比P([VAIM]Br/DAA/DVB)(N2)高 14.9%；P([SAIM]Br/DVB)(CO2)对C02的吸收量最少为0.224mmol/g,比P([SAIM]Br/DVB)(N2)高5.2%。