[發明專利]多孔離子液體聚合物的合成方法

無效

• 申請號: 201010129283.1
• 申請日: 2010-03-19
• 公開（公告）號: CN101786988A
• 公開（公告）日: 2010-07-28
• 發明（設計）人: 朱佳媚;周建華
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: C07D233/06
• 分類號: C07D233/06;C08F226/06;C08J9/14
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 唐惠芬

技術領域

本發明涉及一種分離、回收CO₂聚合物的合成方法，特別是一種多孔離子液體聚合物 的合成方法。

背景技術

近年來因全球變暖導致人類社會面臨巨大的環境壓力。溫室氣體過量排放是全球變暖 的主要原因，在溫室氣體中CO₂含量大，保留時間長，因此減少CO₂排放量，遏制全球變 暖成為人類社會可持續發展的重要課題。

目前，人們使用變壓吸附法對CO₂進行分離回收，還有利用離子液體作為新型高效和 環境友好型吸收劑。在工業應用中，變壓吸附法存在如下缺點：傳統吸附劑吸附效率低， 需用量大，技術成本較高，且獲得的CO₂濃度低；而離子液體黏度較大，CO₂吸附時間長， CO₂吸附量低。

離子液體聚合物是含離子液體或具有離子液體結構的高分子聚合物，離子液體聚合物 吸附/脫附CO₂的速度比離子液體更快、選擇性好、并且吸附/脫附完全可逆。多孔離子液 體聚合物具有發達的孔結構，能更有效的提高CO₂的吸附量。目前離子液體聚合物分離 CO₂的研究僅處于探索性階段，尚需進一步開展深入研究。

發明內容

本發明的目的在于提供一種獲得的CO₂濃度高、CO₂吸附量高的多孔離子液體聚合物 的合成方法。

本發明的目的是通過如下措施實現的：

多孔離子液體聚合物的合成方法，其合成方法包括A、B、C和D四個步驟：

A.使用式(I)的1-甲基咪唑和氯丙烯反應生成式(II)的氯化1-烯丙基-3-甲基咪 唑離子液體；在制備式(II)的合成方法中，惰性氣體保護下，式(I)的1-甲基咪唑和 氯丙烯的摩爾比為1∶1.0～1.3，常溫～80℃攪拌反應1～24小時；

B.使用式(II)氯化1-烯丙基-3-甲基咪唑離子液體和氟硼酸反應生成式(III)的1- 烯丙基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽離子液體；在制備式(III)的合成方法中，式(II)的氯化 1-烯丙基-3-甲基咪唑離子液體和氟硼酸的摩爾比為1∶1.0～1.3，在常溫～60℃下攪拌反 應1～24小時；

C.使用式(III)的1-烯丙基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽離子液體和丙烯腈反應生成式(IV) 的離子液體聚合物；在制備式(IV)的合成方法中，在惰性氣體保護下，以偶氮二異丁腈 為引發劑，式(III)的1-烯丙基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽離子液體和丙烯腈均為單體，引 發劑和單體的質量比為0.01～0.10∶1，兩種單體的質量比為1～10∶1，在常溫～90℃下 反應1～24小時；

D.使用式(IV)的離子液體聚合物，再制備多孔離子液體聚合物，在合成方法中， 以式(IV)為種球，加入0.1～50份十二烷基苯磺酸鈉，1～100份鄰苯二甲酸二丁酯和1～ 500份去離子水，在常溫～50℃超聲作用下進行活化；然后分別加入10～500份正庚烷、 正辛烷、甲苯或環己烷，在常溫～60℃條件下進行一步溶脹1～72小時；再加入1～100 份式(III)單體和0.1～10份過氧化苯甲酰，在常溫～60℃條件下進行二步溶脹1～72小 時；加入1～100份聚乙烯醇，常溫～90℃條件下聚合1～48小時，得多孔離子液體聚合 物。

本發明制備多孔離子液體聚合物的合成工藝流程為：

有益效果，由于采用了上述方案，首先選擇合適的離子液體單體，然后通過自由基聚 合生成離子液體聚合物，最后通過二步種子溶脹法轉化成多孔離子液體聚合物，工業上應 用多孔離子液體聚合物獲得的CO₂濃度高、CO₂吸附量高，達到了本發明的目的。

優點：本發明各步反應條件均較溫和，所選擇離子液體單體為咪唑鹽，易生物降解， 不造成環境污染。多孔離子液體聚合物可以單獨作為CO₂吸附劑使用，也可以作為CO₂膜分離材料使用。在工業應用中，需用量小，技術成本低，且獲得的CO₂濃度高；CO₂吸附時間短，CO₂吸附量高。

附圖說明

圖1為本發明的工藝流程圖。