【摘要】：聚離子液體是指重復(fù)單元上帶有離子液體基團的聚合物,結(jié)合了離子液體陰陽離子結(jié)構(gòu)的多樣性、可設(shè)計性和聚合物的多相性特點。因此聚離子液體具有多種優(yōu)良特性如溶脹性、可調(diào)的親疏水性、離子特性等,設(shè)計合成具有特殊性能的聚離子液體具有十分重要的意義。本論文以可溶脹聚離子液體為出發(fā)點,設(shè)計合成高活性的多相催化劑及高效率的膜分離材料。主要研究內(nèi)容和成果如下:1.可溶脹聚離子液體的合成及其在碳酸乙烯酯轉(zhuǎn)化反應(yīng)中的類均相催化效果設(shè)計合成出一系列可溶脹的咪唑摀類聚離子液體,通過對聚離子液體咪唑摀3-取代基、交聯(lián)劑濃度以及溶劑參數(shù)等的考察,得出聚離子液體溶脹性的規(guī)律,并制備出可以在碳酸乙烯酯中高度溶脹的聚離子液體催化劑。這種聚離子液體催化劑雖然沒有納米結(jié)構(gòu)和多孔結(jié)構(gòu),但是由于在反應(yīng)底物中高度溶脹,因此催化劑的活性中心可以充分暴露于反應(yīng)底物中,從而高效催化苯胺與碳酸乙烯酯反應(yīng)得到產(chǎn)物3-苯基-2-VA唑烷酮,收率高達96%,并與均相離子液體催化劑的活性相當(dāng)。通過考察催化劑在不同反應(yīng)底物中的溶脹度與催化活性的關(guān)系,證明了聚離子液體溶脹性是提高多相催化劑活性至類均相催化效果的重要因素。2.聚離子液體微反應(yīng)器的富集性研究及其高效催化碳酸乙烯酯水解制備乙二醇通過對聚離子液體結(jié)構(gòu)及交聯(lián)劑結(jié)構(gòu)的設(shè)計,合成出一系列在水和碳酸乙烯酯中可以不同程度富集水的催化劑,并考察了聚離子液體對水的富集性與聚離子液體結(jié)構(gòu)的構(gòu)效關(guān)系。發(fā)現(xiàn)聚離子液體咪唑摀上3-取代基的親疏水性和交聯(lián)劑的結(jié)構(gòu)類型可以調(diào)控聚離子液體對水的富集能力大小。在催化碳酸乙烯酯的水解反應(yīng)中,聚離子液體可以定量富集最佳水酯比的反應(yīng)物(r_(in)=3-4)至反應(yīng)器內(nèi)部,從而在溫和條件下高效催化反應(yīng)得到98%的乙二醇收率和99%的產(chǎn)物選擇性。聚離子液體微反應(yīng)器的這種特殊富集性能對于提高催化劑活性、降低反應(yīng)能耗起到重要的作用。3.三維不銹鋼網(wǎng)支撐的可溶脹聚離子液體復(fù)合網(wǎng)膜及其在油水分離中的應(yīng)用以三維不銹鋼網(wǎng)為載體,開發(fā)出一種簡單易制備的可溶脹聚離子液體復(fù)合油水分離網(wǎng)膜。在水中可溶脹的聚離子液體具有三維網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu)和超親水性-水下超疏油性等特點,將這種三維材料與不銹鋼網(wǎng)的高機械強度相結(jié)合,從而制備出一種可以高效分離油水混合物的復(fù)合網(wǎng)膜。利用冷凍掃描電鏡從微觀角度證明了聚離子液體三維聚合物網(wǎng)絡(luò)與三維結(jié)構(gòu)不銹鋼網(wǎng)的相互穿插復(fù)合。利用接觸角測定儀等考察了聚離子液體復(fù)合網(wǎng)膜的親水性和水下疏油性等特點。然后考察了聚離子液體復(fù)合網(wǎng)膜對常見油水體系的分離效果,分離效率均高達99.9%。這種復(fù)合材料具有長期的循環(huán)穩(wěn)定性以及耐強酸強堿高鹽穩(wěn)定性。
【學(xué)位授予單位】：華東師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：O645.1
【圖文】：

圖 1-3 介孔聚合物負載型咪唑摀離子液體的結(jié)構(gòu)。 1-3 Chemical structures of mesoporous polymers supported imidazolium-ionic liquids.

聚離子液體陰陽離子聚合類型的分類

圖 1-7 交聯(lián)聚離子液體納米粒子的合成。7 Synthesis of crosslinked PIL nanoparticles from phosphonium IL mand ethylene dimethacrylate.

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前6條

1 錢文靜;袁超;郭江娜;嚴(yán)鋒;;聚離子液體功能材料研究進展[J];化學(xué)學(xué)報;2015年04期

2 張恒;周志彬;聶進;;離子液體聚合物的研究進展[J];化學(xué)進展;2013年05期

3 張利鋒;楊四娟;高國華;;離子液體陰陽離子協(xié)同催化芳香胺與碳酸丙烯酯反應(yīng)[J];催化學(xué)報;2011年12期

4 王慶國;李小文;程昒時;;交聯(lián)高分子在混合溶劑中的溶脹與優(yōu)先吸附[J];深圳大學(xué)學(xué)報(理工版);2007年04期

5 劉艷杰;丁國榮;趙慶國;;國內(nèi)外苯胺的生產(chǎn)與消費分析[J];化工科技市場;2006年05期

6 周宇涵,苗蔚榮,程侶柏,王大翔,柏再蘇;N-芳基VA唑烷酮類化合物的合成及其除草活性[J];農(nóng)藥學(xué)學(xué)報;2001年03期

本文編號：2793894