功能化离子液体的分成及用于吸收、分离CO2的研究
室温离子液体(Room-temperature Ionic Liquids，RTILs)作为一种新型的绿色溶剂，在有机反应、电解质材料、气体/液体分离等方面具有广泛的应用前景。其中，利用RTILs来实现温室气体CO2的吸收和分离具有广泛的发展前景。然而常规RTILs对CO2的吸收能力不能满足工业化需求，而依据RTILs的结构可设计性而设计的功能化离子液体(Task-specific Ionic liquids，TSILs)对有效吸收和分离CO2具有很大的提升空间。
RTILs自身的粘度问题在一定程度上限制了其工业化应用，而将其与膜分离过程相结合起来的离子液体支撑液膜(Supported Ionic LiquidMembranes，SILMs)和离子液体聚合物膜及其杂化膜(Poly(RTIL)membranes and poly(RTIL)-RTIL membranes)，在CO2的分离方面具有潜在优势。
本论文以此为出发点，设计合成了两类TSILs，即:含氨基的TSILs和含醚基的TSILs，后者也具有可聚合的乙烯基基团，为poly(RTIL)-RTIL膜的研究提供了基础。以这两类TSILs为研究对象，从吸收、SILMs和poly(RTIL)-RTIL膜进行系统化的研究。
对产物进行FT-IR和NMR表征来验证两类TSILs的结构;常温、常压下，含氨基的TSILs对CO2的吸收性能优于含醚基的TSILs，循环使用5次后，吸收性能无明显降低，循环使用性良好;用所合成的TSILs和PVDF膜制备SILMs，考察了离子液体种类和跨膜压差对CO2、CH4和N2渗透性能的影响，CO2/CH4和CO2/N2的渗透选择性均高于常规离子液体[bmim][Tf2N]，随压力的增加气体渗透速率增加，渗透选择性降低;以醚基TSILs、[bmim][Tf2N]、乙醇和AIBN分别为单体和交联单体、“游离”ILs、溶剂和引发剂，热引发聚合制备poly(RTIL)-RTIL膜，考察了交联单体浓度和[bmim][Tf2N]含量对气体渗透性能的影响，随交联单体浓度的增加，气体渗透速率降低，渗透选择性先增加后降低，随[bmim][Tf2N]含量的增加，气体渗透速率先增加后减小，渗透选择性逐渐升高;对poly(RTIL)-RTIL膜进行FT-IR、TGA和XRD表征，基膜表面形成了一层聚合物层，热稳性良好，在膜内存在晶区和非晶区。
功能化离子液体;膜制备;CO2气体渗透;膜分离过程;合成设计;结构表征
北京化工大学
硕士
化学工程与技术
任钟旗
2013
中文
TQ028.8
90
2013-12-31（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）