結合我國控制碳排放的需求，本課題的目標是研發(fā)具有優(yōu)異煙道氣/CO2分離性能的膜材料。首先以室溫離子液體（RTIL）為基材，設計其陰、陽離子結構，提高對CO2的親和力。然后，通過季銨化反應，在RTIL的陽離子上引入C=C或-NH2基團，進而采用紫外光照或亞胺化聚合方法，制備聚合態(tài)RTIL，改善RTIL膜的機械強度。最后采用共混方法，將不含聚合反應基團的RTIL和具有高氣體通量的納米多孔材料，如沸石咪唑酯骨架結構材料（ZIF），加入到聚合態(tài)RTIL中，提高CO2滲透率和CO2/N2的選擇性。系統(tǒng)研究RTIL陰、陽離子結構對CO2溶解性能的影響以及共混膜的CO2/N2分離性能。重點研究共混膜中聚合態(tài)RTIL、液態(tài)RTIL以及納米多孔材料不同的配比與CO2滲透率、CO2/N2選擇性和膜的機械穩(wěn)定性的關系。著重研究不同溫度對氣體分離性能的影響。該材料在CO2分離領域?qū)⒕哂袧撛诘膽们熬啊?

合成了含氨基的聚合態(tài)離子液體聚合物，研究了其氣體分離性能。設計并合成了一系列熱引發(fā)交聯(lián)聚酰亞胺材料。交聯(lián)聚酰亞胺的CO2滲透率高達1800barrer，CO2/N2選擇性達到20，CO2/CH4選擇性為20.綜合性能超過“2008 Robeson Upper Bound”，完成了項目設計性能指標。此外，系統(tǒng)研究了單體結構對玻璃態(tài)聚合物膜的氣體傳質(zhì)性能的影響。發(fā)現(xiàn)了朝格爾堿結構對比聚酰亞胺結構在分子篩分方面的優(yōu)勢，開發(fā)了基于朝格爾堿結構的螺旋主鏈聚合物。發(fā)表論文共20篇，其中SCI論文13篇，Top論文8篇，申請專利1項。

carbon dioxide separation membrane

是指能把二氧化碳從混合氣中分離的氣體分離膜。二氧化碳為凝聚性氣體，極化性較強，在膜材料中溶解度系數(shù)都比較大，因而滲透系數(shù)和分離系數(shù)也較大。一般，對氧滲透性良好的膜材料，幾乎都可以用富氧膜來分離二氧化碳，如聚二甲基硅氧烷膜，聚4-甲基-1-戊烯膜對CO2和N2的分離，聚醚砜膜，聚酰亞胺薄膜等對CO2和CH4的分離。二氧化碳分離膜裝置可用于石油開采，天然氣精制，生物氣精制和施肥用二氧化碳等。

離子液體毒性的相關研究,國外處于起步階段,國內(nèi)尚未見相關報道。從已有研究報道看,研究工作主要集中在以下兩個問題:一是ILs對生態(tài)系統(tǒng)中各類生物的毒性作用情況;二是ILs的各部分組成對ILs毒性的影響。ILs各組成部分對其毒性的影響主要包括如下方面: (1)陽離子核對ILs毒性的影響;(2)側鏈取代基R1、R2的長度對ILs毒性的影響;(3)陰離子對ILs毒性的影響。研究方法以生物個體水平的毒性試驗研究為主,并有少量分子、細胞水平的毒性試驗以及SAR研究 。2100433B

離子液體(ILs)是完全由離子組成的在室溫或使用溫度下呈液態(tài)的鹽,一般由較大的有機陽離子和較小的無機陰離子組成。離子液體的物化性質(zhì)以及應用方面已有較多報道,但有關離子液體的負面影響直到最近才引起人們的注意。有報道指出:離子液體因沒有蒸氣壓,在使用過程中本身不會形成揮發(fā)性有機物而被稱為“綠色產(chǎn)品”,但離子液體本身并非“綠色”產(chǎn)品———某些離子液體甚至是有毒的。Jastorff等則指出離子液體在設計應用方面存在一定的危害,并提出應結合多學科知識對其潛在危害性進行綜合評價。從離子液體的制備、再生和處置過程看:用于制備離子液體的主要原料(烷基取代咪唑、烷基取代吡啶、烷基取代鹽和烷基取代銨鹽等)大多是揮發(fā)性有機物;而離子液體的再生過程主要是采用具有揮發(fā)性的傳統(tǒng)有機溶劑進行萃取的過程;某些離子液體本身是有毒且難以生物降解的。因此,在離子液體大規(guī)模應用前需對其應用風險進行評價 。

離子液體的毒性在其對生態(tài)環(huán)境的影響與應用風險評價方面起著極其重要的作用。近年來有關離子液體毒性方面的研究卻遠遠滯后于離子液體物性及應用研究,直到最近才有少量報道 。