固载离子液体聚合物的制备及其二氧化碳吸附性能

分别采用溶液聚合法和表面引发反向原子转移自由基聚合法(ATRP),在硅胶表面接枝离子液体聚合物,并对其进行了FTIR、TG和SEM表征。研究了固载离子液体聚合物样品的CO2吸附性能和CO2/N2的选择性能,探讨了CO2在固载离子液体聚合物上的吸附热力学和动力学行为。结果表明:由ATRP法制备的固载离子液体聚合物,其接枝量远大于溶液聚合法;而溶液聚合法制备的样品具有较发达的孔结构,在273 K、0.1 MPa时,样品的CO2吸附量达4.54%(1.03 mmol/g);固载离子液体聚合物较空白硅胶具有更优的CO2/N2选择性,且循环使用性良好;CO2在固载离子液体聚合物上的吸附为物理吸附;与离子液体聚合物相比,CO2在固载离子液体聚合物中的扩散效率更高。     

硅胶固载咪唑离子液体的制备及二氧化碳吸附性能

分别采用浸渍法和溶胶-凝胶法将1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸离子液体固载在A型和B型硅胶上,并对硅胶固载离子液体样品进行了FTIR、SEM、元素分析和CO2吸附表征。研究了负载方法、离子液体负载量、孔径分布等对CO2吸附性能的影响。结果表明:采用溶胶-凝胶法固载的离子液体负载量远远大于浸渍法的;制备的吸附剂均具有发达的微孔结构,且在0.4～0.8 nm有连续的分布;浸渍法制备的硅胶固载离子液体的CO2吸附性能较优,在273 K、0.1 MPa时,A型硅胶浸渍离子液体和乙醇混合液样品的CO2吸附量达1.92%。     

离子液体聚合物CO_2吸附性能研究

为提高离子液体吸附CO_2的性能,通过自由基聚合制备了季铵盐类离子液体聚合物,采用两步种子溶胀法使该聚合物形成多孔结构,并通过扫描电子显微镜和差热-热重分析法对其形貌和热稳定性进行表征。研究了4种溶胀剂制备的多孔聚合物吸附CO_2的性能,试验结果表明:制备的多孔聚合物具有发达的微孔结构,孔径在0.4~0.8 nm内连续分布,且较集中于0.5~0.6 nm,达到38%以上;溶胀剂的种类对孔径分布及累计孔容有显著的影响,可归因于溶胀剂与聚合物的溶解度差异,采用混合溶胀剂得到的孔径分布更加均匀,而采用环乙烷溶胀剂得到的累计孔容明显减少;多孔聚合物的CO_2吸附量主要受累计孔容的影响,累计孔容相当的聚合物吸附CO_2的量也近似,在273 K、0.101 MPa条件下,约为1.1%。     

固载氨基化离子液体的制备及其对CO2的吸附性能

利用浸渍法将[NH₃P-mim][BF₄]和[MEA]L两种离子液体负载到AC、Al₂O₃和MCM-41上,考察了对CO₂的吸附性能,确定了[NH₃P-mim][BF₄]/AC对CO₂的吸附性能最优。并对[NH₃P-mim][BF₄]/AC考察了不同负载量、不同温度下对CO₂的吸附性能,确定了固载离子液体对CO₂的吸附容量随着负载量的增加而增加,且30℃是固载离子液体吸附CO₂的最佳温度,吸附容量达到0.063 mmol CO₂·(g SILP)^-1。对[NH₃P-mim][BF₄]/AC进行红外和热重两种表征,确定了负载离子液体的结构以及在50℃以下优良的热稳定性。     

固载离子液体吸附分离CO_2的研究进展

综述了功能化离子液体和固载离子液体的合成及其应用于二氧化碳吸附方面的研究进展,展望了固载离子液体在吸收二氧化碳等温室气体中的良好应用前景,并分析了其在工业应用中存在的问题。     

离子液体的固载化及其应用研究进展

简要介绍了近年来离子液体固载化的载体,主要包含分子筛、离子交换树脂、氧化物、碳材料、金属有机骨架材料、石墨烯及其他类载体等;并对固载化离子液体在催化合成、萃取分离、气体吸附和转化、脱硫、废水处理、电化学及生物柴油等领域的应用做了概述,指出了其存在的问题。分析了固载化离子液体的未来发展方向,开发和研制具有低成本和重复利用率高的固载化离子液体成为其研究的关键;除此之外,可先形成聚离子液体后再进行修饰固载也是改善其综合性能、扩大应用范围的方法。     

多孔超交联聚合物固载离子液体催化二氧化碳环加成反应的研究进展

CO₂是一种主要的温室气体,以CO₂为原料与环氧化物发生环加成反应可以制备各种环状碳酸酯,是一种绿色可行的CO₂捕集及利用途径。多孔超交联聚合物固载离子液体（hypercrosslinked polymers immobilized ionic liquids,HCP-ILs）催化CO₂环加成反应具有无需溶剂、金属和助催化剂等优点。本文对其近年来的最新研究进展进行了综述,总结了离子单体自聚/共聚或交联法、离子与交联一步法以及交联后修饰法三种制备超交联聚合物固载离子液体方法的特点,分析了目前还存在离子密度偏低、催化效率不够高以及制备成本偏高等不利于“CO₂化工”应用的问题,并指出为实现在常压下快速催化CO₂与环氧化物的环加成反应,应从提高离子密度、调控表面活化功能基团和离子微环境以及降低制备成本等方向加强理论研究和技术攻关。     

氨基酸功能化离子液体聚合物用于高效CO2吸附

针对大气中CO2排放量持续升高导致的环境问题,设计合成一种新型氨基酸功能化离子液体聚合物(PIL)用作CO2吸附剂.通过两步法合成氨基酸功能化离子液体1-对乙烯基苄基-3-甲基咪唑精氨酸盐([VBMI][Arg]),采用先聚合后功能化的方法合成氨基酸功能化离子液体聚合物聚[1-对乙烯基苄基-3-甲基咪唑精氨酸盐](P(...     

离子液体在气体吸附中的研究进展

综述了气体在离子液体中的溶解性能、影响因素及其传质机理;介绍了CO2、SO2等气体在离子液体中的吸附研究进展;总结了离子液体中气体分离、分析及有气体参与的化学反应等领域的研究现状,并展望了离子液体在气体吸附方面的应用前景。     

离子液体固载化及其应用

离子液体被认为是一类可取代传统有机溶剂的环境友好新型溶剂。离子液体的功能化可使其具有更广阔的应用空间;将功能化离子液体进行固载化,可以把离子液体和固相载体材料的优点结合在一起,应用于反应与催化时,从而更有利于产物和原料的分离、催化剂的循环使用,并且更经济。对近年来离子液体固载化的方法和应用进行了综述。     

1-丁基-3-甲基咪唑离子液体浸渍硅胶吸附CO2的研究

采用浸渍法将1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸([BMIM]BF4)和1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸([BMIM]PF6)离子液体负载在A型硅胶上,并对负载样品进行了FTIR和CO2吸附表征.研究了不同阴离子种类、离子液体负载量、孔径分布等对CO2吸附性能的影响.结果表明:浸渍法制备的硅胶固载离子液体具有发达的微孔结构,且在0.4 ～ 0.8 nm有连续的分布;对于硅胶负载[BMIM]PF6,离子液体用量对CO2吸附能力的影响并不十分显著;硅胶负载[BMIM]PF6比[BMIM]BF4具有更好的CO2吸附性能,在273 K、0.1 MPa时,浸渍[BMIM]PF6样品的CO2吸附量达到3.68wt％.     

Polymeric ionic liquid modified silica for CO2 adsorption and diffusivity

Two types of polymeric ionic liquids (PILs) modified porous silica for CO₂ sorption were synthesized by the polymerization of dialkylphosphate di‐butyl phosphate [VYIM][Bu₂PO₄] and 1‐allyl‐3‐methylimidazolium tetrafluoroborate [AMIM][BF₄] with alkoxyl‐modified silica. The PILs‐modified silica (SiO₂‐P[VYIM][Bu₂PO₄] and SiO₂‐P[AMIM][BF₄]) were evaluated by CO₂ adsorption isotherms at 273 K for investigating the porous structures. The adsorption and desorption behaviors of CO₂ (at 298, 313, and 333 K) and N₂ (at 313 K) up to 0.2 MPa were also investigated using a gravimetric method. In comparison with bare silica, the grafting of PILs on the support surface leads to a loss of microporosity, resulting in a slight decrease in CO₂ sorption capacity. The difference of CO₂ sorption capacity between SiO₂‐P[VYIM][Bu₂PO₄] and SiO₂‐P[AMIM][BF₄] is little, especially under 0.1 MPa. CO₂/N₂ selectivity is however notably improved, and especially [AMIM][BF₄] modified silica shows the best performance. The homogeneous surface diffusion model (HSDM) was used to estimate the diffusivities and good agreement between experimental values and fitting curves was obtained. The diffusion coefficients of CO₂ in the PILs‐modified silica are level with that of bare silica at level of 10⁻⁷−10⁻⁸ m²/s, about two to three orders of magnitude faster than that of reported [BMIM][BF₄]. POLYM. COMPOS., 38:759–766, 2017. © 2015 Society of Plastics Engineers     

离子液体二氧化碳分离膜研究进展

离子液体支撑液膜在较大跨膜压差（0.25～0.3MPa）下的稳定性较差,具有较好稳定性的聚离子液体膜和离子液体-聚合物共混膜等逐渐被关注。本文综述了离子液体支撑液膜、聚离子液体膜、离子液体?聚合物共混膜等离子液体膜CO2分离性能、分离机理及稳定性的最新研究进展,介绍了无机颗粒-离子液体-聚合物共混膜的研究现状。指出离子液体膜的高CO2渗透通量与高稳定性之间的矛盾、共混膜结构调控难等问题是其工业化应用的主要障碍,提出开发新的膜材料、改进制膜工艺以减小膜厚、优化膜结构是提高膜的CO2渗透和分离性能,并保持膜稳定性的有效途径。无机颗粒-离子液体-聚合物共混膜兼有较高的CO2分离性能和较好稳定性,具有良好的应用前景,对其制备方法、结构、性能及CO2分离机理的研究将成为这一领域的热点。     

氨基功能化介孔超分子聚合物的温和构筑及其CO2吸附性能

以3,3'-二硫代双(丙酰肼)和对苯二甲醛为组装基元,通过动态共价键采用界面组装法在常温常压下温和构筑了具有丰富CO₂吸附位点的介孔超分子聚合物PDP。利用动态共价键的动态可逆性,通过合成后修饰法将两种具有丰富氨基位点的化合物（聚乙烯亚胺及四乙烯五胺）组装于PDP结构上,构建了两种氨基功能化超分子聚合物材料PDPP和PDPT。相较于PDP,修饰后超分子聚合物CO₂吸附性能有了极大提升,PDPT在80℃下CO₂吸附量可达27.79cm³/g。动态亚胺组装策略具有制备条件温和、结构功能可控等特性,为开发CO₂高吸附性能材料提供了全新思路。     

功能离子液体水溶液吸收CO_2的研究

采用自制的功能离子液体1-2-胺乙基丁基咪唑溴盐([NH2ebim]Br)、1-2-胺乙基甲基咪唑溴盐([NH2emim]Br)的水溶液作为吸收剂,进行吸收CO2的研究。考察了不同浓度的功能离子液体水溶液吸收CO2的吸收速率,温度对CO2的吸收速率的影响,不同功能离子液体水溶液对吸收速率的影响,以及吸收剂的再生效率,并探讨了功能离子液体水溶液吸收CO2的机理。结果表明,功能离子液体水溶液实现了对CO2的化学吸收,吸收速率随着功能离子液体浓度和温度的增加而增加,而功能离子液体阳离子碳链长短对水溶液吸收CO2的速率影响不显著。实验中每摩尔功能离子液体吸收的CO2大于0.5 mol,其反应机理被提出。     

负载型离子液体吸附分离CO2的研究现状及展望

人口增长与全球工业化的加速发展促使化石能源需求量逐年递增,由此导致大气中二氧化碳（CO₂）含量快速上升并引发了全球系列气候问题,“碳达峰·碳中和”背景下的CO₂减排刻不容缓。传统工业捕集CO₂方法由于能耗高、选择性较差、溶剂损耗大等问题限制了其大规模推广应用,离子液体因其极低挥发性、强的气体亲和性、可调的结构性质等特点在CO₂捕集分离领域逐渐显示出独特优势,但离子液体特别是功能化后通常黏度较高或室温呈固态,导致气液传质效果差或无法直接应用于吸收分离过程。负载型离子液体兼具离子液体和多孔材料的共同优势,不仅能提升选择性分离效果,有效避免离子液体直接吸收造成的高黏度,还可拓展离子液体应用范围,具有广阔的发展前景。重点总结了近些年物理和化学负载型离子液体在CO₂吸附分离方面的研究现状和进展,并对负载型离子液体捕集分离CO₂研究的发展趋势进行了展望。     

负载型离子液体吸附分离CO2的研究现状及展望

人口增长与全球工业化的加速发展促使化石能源需求量逐年递增,由此导致大气中二氧化碳（CO₂）含量快速上升并引发了全球系列气候问题,“碳达峰·碳中和”背景下的CO₂减排刻不容缓。传统工业捕集CO₂方法由于能耗高、选择性较差、溶剂损耗大等问题限制了其大规模推广应用,离子液体因其极低挥发性、强的气体亲和性、可调的结构性质等特点在CO₂捕集分离领域逐渐显示出独特优势,但离子液体特别是功能化后通常黏度较高或室温呈固态,导致气液传质效果差或无法直接应用于吸收分离过程。负载型离子液体兼具离子液体和多孔材料的共同优势,不仅能提升选择性分离效果,有效避免离子液体直接吸收造成的高黏度,还可拓展离子液体应用范围,具有广阔的发展前景。重点总结了近些年物理和化学负载型离子液体在CO₂吸附分离方面的研究现状和进展,并对负载型离子液体捕集分离CO₂研究的发展趋势进行了展望。