《聚離子液體中空微球的製備及套用》是依託北京師範大學，由武英擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：聚離子液體中空微球的製備及套用
- 依託單位：北京師範大學
- 項目負責人：武英
- 項目類別：青年科學基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
聚離子液體是一種特殊的聚電解質材料，在高分子催化劑、離子導電材料及氣相分離材料等領域具有重要套用價值，已成為目前高分子材料學科的研究重點。空心微球材料由於其獨特的內部空腔結構，具有密度小、比表面積大、殼層滲透性好等諸多優良性能，已被廣泛用於包封、催化及藥物載體等領域。因此，兼具以上兩種材料優良性能的聚離子液體空心微球材料應該具有非常重要的研究價值。本項目即定位於這一交叉研究領域，擬開展聚離子液體中空微球製備、功能化及套用研究。通過設計各類可聚合離子液體單體，採用乳液聚合方法，結合聚合誘導相分離和界面聚合原理，開發製備聚離子液體中空微球的無模板、簡單一步、大規模合成新方法。在此基礎之上，將通過乳液共聚方法，製備系列離子液體共聚以及具有交聯殼層結構的中空微球材料。還將開展該類新型中空微球材料的套用研究，包括利用其內部空腔封裝納米粒子和以其為新型催化劑實現對化學反應的催化等。
結題摘要
聚離子液體空心微球材料兼具聚離子液體和空心微球材料兩種材料的優良性能，在封裝、高分子催化劑、離子導電材料及氣相分離材料等領域具有重要套用價值，所以其具有非常重要的研究價值。到目前為止，唯一一篇關於聚離子液體中空微球的報導，其製備過程繁瑣、條件苛刻以及溶解過程中由於滲透壓易造成殼體破裂等問題嚴重影響了中空球的套用。與聚離子液體均聚物微球相比，聚合物/聚離子液體複合微球具有低成本和易加工的優點；遺憾的是，所得的複合微球仍為實心微球。針對以上問題，本項目的研究工作圍繞以下展開： （1）設計併合成了季膦鹽型以及1-(2-甲基丙烯醯氧烷基)-3-烷基咪唑鹽可聚合離子液體。測試了離子液體及其聚合物60 oC時在極性水和非極性正十六烷和異辛烷中的溶解性。1-(2-甲基丙烯醯氧十二烷基)-3-癸基咪唑溴（[MADDI][Br]）可溶於水中，而其聚合物不溶於水和十六烷，所以以可聚合離子液體[MADDI][Br]為單體研究了聚離子液體中空微球的製備。SEM、TEM、FTIR、XPS和SEM-EDS等表征方法證明了中空微球的成功製備。 （2）設計併合成了1-乙烯基3-烷基咪唑鹽可聚合離子液體，同樣測試了所製備離子液體及其聚合物60 oC時在極性水和非極性正十六烷和異辛烷中的溶解性。N-3位取代基為辛烷、癸烷和十二烷時，單體溶於水而聚合物不溶於水和烷烴。以1-乙烯基-3-十二烷基咪唑溴為單體探討了聚離子液體中空微球的製備，SEM圖中坍塌的微球和FTIR光譜證明了中空微球的製備。 （3）首先製備了二乙烯基苯（DVB）交聯的聚乙烯基咪唑以及聚苯乙烯（St）-聚乙烯基咪唑（VIM）複合中空微球/半球。微球的形貌可通過DVB的用量來調整。當 DVB 用量是 St 和VIM 的 0 wt.%、10 wt.% 和 20 wt.%時，所得微球為半球。當 DVB 的用量進一步增加到 30 wt.% 時，得到部分坍塌的中空微球。通過與丙磺酸內酯的季胺化反應生成了聚離子液體中空微球。SEM、TEM、FTIR和SEM-EDS等表征方法證明了中空微球的成功製備。還研究了1-乙烯基3-丁基磺酸鹽型聚離子液體中空微球對油酸和甲醇酯化反應的催化。
