聚离子液体的辐射合成及其应用研究
作者单位：北京大学化学与分子工程学院放射化学与辐射化学重点学科实验室北京分子科学国家实验室
会议名称：《中国核学会2017年学术年会》
会议日期：2018年
学科分类：081704[工学-应用化学] 07[理学] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 070305[理学-高分子化学与物理] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0703[理学-化学]
基 金：国家自然科学基金项目(11375019 21471161)资助
摘 要：聚离子液体是含有离子液体结构的高分子,继承了离子液体优良的电化学等性质,克服了离子液体粘稠但又可以流动等问题,在智能凝胶、离子交换膜、吸附材料等领域引起了日益广泛的关注。近年来,课题组使用γ射线辐射引发聚合、交联的方法合成了多种聚离子液体,并将其应用于金属离子吸附材料、溶剂吸收凝胶等领域。发现γ辐射能够在室温下,在DMF溶液中成功引发1-乙烯基-3-丁基咪唑氯盐发生聚合反应,制备了聚乙烯丁基咪唑氯盐线性聚合物,其分子量可通过剂量率来调控。对于离子液体单体的聚合,化学引发有时较为困难,不易达到较高的聚合度,而辐射引发聚合则是一种方便有效的方法。在此基础上,通过辐射引发聚合交联的方法制备了一系列新型聚离子液体吸附材料。以1-烯丙基-3-乙烯基咪唑氯盐为单体,通过γ辐射引发本体聚合及交联制得聚离子液体水凝胶,可用于Cr(Ⅵ)的吸附,吸附量可达283 mg·g。将1-乙烯基-3-乙基咪唑溴盐和1,1′-(1,6亚己基)-双(3-乙烯基咪唑)二溴盐共聚,仅需40 kGy就可以得到90%以上凝胶分数的聚离子液体凝胶,所得凝胶用于RcO的吸附,吸附量高达865 mg·g。通过进一步引入含疏水链的单体1-乙烯基-3-十二烷基咪唑溴盐,可有效改善凝胶对RcO的选择性,有望应用于实际废水处理体系中。此外,聚离子液体还可以用作溶剂吸收凝胶材料。通过辐射引发1-(2-甲基丙烯酰氧)乙基-3-甲基咪唑溴盐聚合交联制备的聚离子液体凝胶,具有较好的机械强度,并且可用于有机溶剂与水形成的O/W乳液的吸收。综上所述,通过选择合适的单体和溶剂体系,利用辐射法可成功合成在吸附分离材料领域具有良好应用前景的聚离子液体。