1、離子液體具有結(jié)構(gòu)性質(zhì)可設(shè)計(jì)、分子識(shí)別能力強(qiáng)等特點(diǎn)，在氣體分離領(lǐng)域顯示了良好的應(yīng)用前景。多孔聚離子液體材料的合成既可以避免離子液體高粘度對(duì)應(yīng)用的影響，同時(shí)有助于拓寬離子液體在氣體吸附和膜分離領(lǐng)域的應(yīng)用。但現(xiàn)有的多孔聚離子液體材料存在制備復(fù)雜、比表面積小和離子液體含量低等缺點(diǎn)。本文探索了基于傅克烷基化反應(yīng)制備離子液體超交聯(lián)多孔材料的方法，系統(tǒng)研究了所合成材料的微觀結(jié)構(gòu)和氣體吸附分離性能，以期為新型離子液體多孔材料的設(shè)計(jì)和應(yīng)用提供思路。

2、>　　本文發(fā)展了兩種離子液體超交聯(lián)聚合物的合成策略，一是芳香剛性單體輔助的超交聯(lián)策略，二是多鹵代芳香烴為交聯(lián)劑的超交聯(lián)策略。驗(yàn)證了兩種不同策略合成離子液體超交聯(lián)多孔材料的可行性，成功合成了六種具有較高離子液體含量、比表面積的新型離子液體超交聯(lián)多孔材料，并對(duì)其性質(zhì)進(jìn)行了表征。系統(tǒng)地研究了合成工藝參數(shù)對(duì)離子液超交聯(lián)多孔材料的離子液體含量以及孔結(jié)構(gòu)的影響。結(jié)果表明，單純的離子液體在甲縮醛為交聯(lián)劑下得到的聚合物交聯(lián)度較低或無(wú)孔，而使用兩種策略均

3、能成功合成多孔離子液體超交聯(lián)聚合物。使用策略一合成的HP-[BzMim][Cl]-co-PhH（[BzMim][Cl]=1-芐基-3-甲基咪唑氯鹽，PhH=苯）的離子液體含量為10.51 wt％，其比表面積為258 m2/g。使用多鹵代芳香烴為交聯(lián)劑的超交聯(lián)策略（策略二）也可合成孔結(jié)構(gòu)豐富的離子液體超交聯(lián)聚合物，且具有較高的離子液體含量和微孔比表面積。研究表明離子液體陰離子具有芳環(huán)相對(duì)于陽(yáng)離子具有芳環(huán)更容易制備離子液體超交聯(lián)聚合物。其中

4、，HP-[P4442][Ba]-DCX（[P4442][Ba]=一乙基三丁基膦苯甲酸鹽，DCX=1，4-對(duì)二氯芐）的離子液體含量為55.51wt％，比表面積和微孔比表面積分別為913.80和488 m2/g。對(duì)于多鹵代芳香烴為交聯(lián)劑的超交聯(lián)策略，增加反應(yīng)過(guò)程中離子液體用量可以提高材料的離子液體含量。與之相反，增加催化劑的用量會(huì)減少材料的離子液體含量。
　　研究了所合成離子液體超交聯(lián)聚合物的乙烯乙炔吸附分離性能，采用理想溶液模型(I

5、AST)計(jì)算了該材料對(duì)乙烯乙炔的分離選擇性，初步考察乙炔乙烯混合氣體的穿透分離性能。結(jié)果表明，離子液體超交聯(lián)聚合物具有較高的乙炔吸附容量以及乙炔/乙烯分離選擇性，高于常規(guī)超交聯(lián)聚合物，其中HP-[BzMim][Cl]-DCX的乙炔吸附容量達(dá)2.40mmol/g。298 K，1 bar時(shí)，在1∶99乙炔/乙烯的體系中，HP-[BPy][CBa]-DCX和HP-[BzMim][Cl]-DCX的乙炔乙烯IAST選擇性分別為7.56和5.98，

6、優(yōu)于現(xiàn)有的金屬有機(jī)框架材料NOTT-300(2.15)、FeMOF-34(2.08)以及常規(guī)超交聯(lián)聚合物HP-DCX(2.81)。穿透實(shí)驗(yàn)證實(shí)其選擇性的乙炔乙烯分離能力。
　　研究了離子液體超交聯(lián)材料對(duì)CO2的吸附性能，探索了離子液體含量、交聯(lián)劑種類對(duì)CO2吸附容量的影響。結(jié)果表明，采用多鹵代芳香烴為交聯(lián)劑的超交聯(lián)策略合成的離子液體超交聯(lián)聚合物具有較高的CO2吸附量，優(yōu)于常規(guī)超交聯(lián)聚合物。1 bar，298 K時(shí)，陰離子為苯甲酸根

7、的HP-[P4442][Ba]-DCX的CO2吸附量達(dá)1.80 mmol/g。適當(dāng)提高材料合成過(guò)程中離子液體用量可以提高該材料的CO2吸附容量。HP-[P4442][Ba]-DCX(2∶2∶2)為無(wú)孔材料，其吸附容量仍高達(dá)0.71 mmol/g，高于常規(guī)離子液體多孔材料，如P(CMVIM-OAC)、P(VECImBr)。
　　研究了離子液體超交聯(lián)聚合物對(duì)SO2的吸附性能，通過(guò)固定床穿透實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)了該材料的動(dòng)態(tài)分離性能，并考察了該材料

8、的循環(huán)吸附-解吸性能。研究結(jié)果表明，使用1，4對(duì)二氯芐、聯(lián)苯對(duì)二氯芐、1，3，5-三（溴甲基）苯為外交聯(lián)劑時(shí)得到的離子液體超交聯(lián)聚合物均具有較高的SO2低壓和常壓吸附容量。在298 K，SO2分壓為0.1 bar時(shí)，HP-[BzMim][Cl]-DCX的SO2吸附容量達(dá)到了188 mg/g，分壓為1.0 bar時(shí)，其SO2吸附量高達(dá)430 mg/g。固定床穿透實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該材料對(duì)SO2/CO2和SO2/N2混合氣體（SO2濃度均為2000

9、 ppm）優(yōu)異的吸附分離性能。其中，在SO2/CO2混合氣流速為8.47 ml/min時(shí)，CO2和SO2在填充有HP-[BzMim][Cl]-DCX的吸附柱(Φ4.6×50mm，0.3535g)上的穿透時(shí)間分別為5 min和570 min，實(shí)現(xiàn)了痕量SO2氣體的高效脫除。所裝填的吸附柱對(duì)于SO2/CO2和SO2/N2混合氣的處理量分別達(dá)到了13.66和16.55 L/g。循環(huán)吸附-脫附試驗(yàn)說(shuō)明離子液體超交聯(lián)聚合物具有較好的循環(huán)使用性能。