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基于聚离子液体温敏性纳米凝胶的制备及其在CO2固定中的应用

作　者: 刘旌江
导　师: 熊玉兵
学　校: 西北师范大学
专　业: 高分子化学与物理
关键词: 聚离子液体 离子液体 温敏性纳米凝胶 CO2的功能化转化
分类号: O633.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要


离子液体因其具有低蒸汽压、不易挥发、宽的液态温度范围、优异的化学和热稳定性、不易燃、对大量的无机和有机化合物物都具有良好的溶解能力、且具有溶剂和催化剂的双重功能、极性可调控、可设计性，可以形成二相或多相体系等许多优异的特性，因此引起了广泛关注，并且在诸多领域得到了广泛地研究与应用。本文首先综述了功能离子液体的合成及其在CO2固定领域中的应用，以及基于离子液体聚合物的设计制备等方面的研究进展。主要研究了基于联咪唑类聚离子液体温敏性纳米凝胶（CLPN）的制备及应用。论文的主要内容包括以下两个方面:1.基于联咪唑聚离子液体一步合成温敏性纳米凝胶：首先合成了联咪唑类离子液体单体[BIM-4C]Cl、[BIM-4C]Br、[BIM-6C]Br、[BIM-8C]Br、[BIM-12C]Br等，并采用NMR、IR、MS、元素分析、DSC对联咪唑离子液体单体进行了表征。然后采用一步法由单体联咪唑（[BVIm]X）、交联剂乙二醇二甲基丙烯酸酯（EGDMA）或二乙烯基苯（DVB）、引发剂偶氮二异丁腈（AIBN）进行自由基交联共聚制备了几种基于联咪唑离子液体的温敏性纳米凝胶（CLPN），该纳米粒子可以在选择性溶剂中稳定存在，不需要加入表面活性剂或者稳定剂，且不发生沉淀。更为重要的是该联咪唑纳米粒子具有温敏性，能够通过改变温度使其在甲醇溶液当中发生可逆的相转变。采用FTIR、UV、动态流变、热分析、SEM、TEM等手段表征了该温敏性纳米凝胶的结构、形貌、温敏性等，并对其温敏性的形成机理进行了探讨。2.基于合成的联咪唑离子液体纳米粒子，详细考察了其在催化CO2环加成反应制备环状碳酸酯、催化碳酸二甲酯的合成等反应中的应用。我们发现此类催化剂在ECH3mL,CLPN0.1g,3MPaCO2,7h,160℃条件下，对环氧化合物环加成反应具有良好的产率和选择性，在CO2化学固定方面具有重要的研究价值和应用前景。另外此类CLPN催化剂可以进一步发生酯交换反应，生成重要的化工产品DMC，且可根据其温敏性，通过降温沉降实现催化剂的循环使用。

全文目录


摘要  7-8
ABSTRACT  8-9
第1章 文献综述  9-35
  1.1 CO_2的转化利用  9-15
    1.1.1 CO_2转化利用的意义  9-10
    1.1.2 CO_2的分离与固定  10-11
    1.1.3 CO_2的转化利用  11-15
  1.2 离子液体对CO_2的吸收与转化  15-26
    1.2.1 离子液体  15-16
    1.2.2 离子液体的发展  16-17
    1.2.3 离子液体的分类、性质  17-19
    1.2.4 离子液体的合成与应用  19-21
    1.2.5 从离子液体到聚离子液体  21-24
    1.2.6 离子液体对CO_2的固定及转化  24-26
  1.3. 课题的提出和研究意义  26-35
第2章 基于联咪唑离子液体温敏性高度交联聚合物纳米粒子的制备  35-67
  2.1 引言  35
  2.2 实验部分  35-48
    2.2.1 实验试剂  35-36
    2.2.2 测试方法及仪器型号  36
    2.2.3 联咪唑离子液体的制备  36-44
    2.2.4 基于联咪唑离子液体高度交联聚合物纳米粒子(CLPN)的制备  44-48
  2.3 结果与讨论  48-63
  2.4 本章小结  63-64
  参考文献  64-67
第3章 CLPN对CO_2的固定与转化  67-77
  3.1 引言  67-68
  3.2 实验部分  68-70
    3.2.1 原料和试剂  68
    3.2.2 实验原理  68-69
    3.2.3 实验方法  69-70
  3.3 结果与讨论  70-75
  3.4. 小结  75-76
  参考文献  76-77
硕士期间发表论文以及科研成果  77-78
致谢  78

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中图分类: > 数理科学和化学 > 化学 > 高分子化学（高聚物） > 杂链聚合物 > 杂环链聚合物（链上含有杂环的聚合物）
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