功能多孔聚合物分离材料的高内相乳液模板法制备及性能研究

基本信息
批准号:21808140
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:28.00
负责人:李锦锦
学科分类:
依托单位:上海交通大学
批准年份:2018
结题年份:2021
起止时间:2019-01-01 - 2021-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:刘琦,潘慧
关键词:
吸收与吸附高内相乳液模板法功能材料智能高分子聚合物多孔材料
结项摘要

Porous polymeric materials prepared through high internal phase emulsion templating (poly-HIPE) have great potentials in the aspect of separation. At present, there is room for the improvement regarding fabrication, performances, and recyclability of poly-HIPE based porous oil absorption and gas adsorption materials. To tackle these issues, this project proposes to fabricate functional poly-HIPE porous separation materials through introducing stimuli-responsive and ionic liquid monomers.. First of all, taking the advantage of poly-HIPE’s porous structure and the fabrication principle of controllable surface wettability, this project presents a method for fabricating CO2 responsive poly-HIPE based porous oil absorption material. Systematically research on its controllable wettability and oil desorption mechanism regulated by CO2, and the assessment of its oil absorption and desorption performance will be undertaken; Secondly, using well-designed ionic liquid monomers with high SO2 absorption ability, a method for preparing poly-HIPE based poly(ionic liquid) material with penetrating porous structure and multiple gas-reactive sites is proposed. Subsequently, the adsorption mechanism, kinetics of adsorption and desorption, as well as the adsorption and desorption performances will be investigated in details.. This project will provide a theoretical guidance for the design and preparation of poly-HIPE porous polymeric separation materials and provide scientific basis for the preparation of chemical products with high separation efficiency and recyclability as well.

高内相乳液模板法制备的多孔聚合物材料(poly-HIPE)在分离方面具有广阔应用前景。目前,poly-HIPE多孔吸油或酸性气体吸附材料在制备方法、性能和再生能力等方面还需改进。因此,本项目提出引入响应型、离子液体等单体,制备新型功能poly-HIPE多孔吸收(附)材料。. 其一,根据智能可控润湿性表面的构建原理,结合poly-HIPE结构特点,设计制备CO2响应poly-HIPE多孔吸油材料,研究其CO2调控脱油机理,并评估其吸油/脱油性能;其二,设计具有高效SO2吸收能力的离子液体单体,通过HIPE模板法将其固化,制备具有贯通孔结构且气体结合位点分布均匀的poly-HIPE多孔SO2吸附材料,研究其吸附机理和吸附/解吸动力学,评估其吸附/解吸性能。. 本项目研究将为功能poly-HIPE多孔聚合物分离材料的设计制备提供理论指导,为制备分离效率高且重复利用性好的化工产品提供科学依据。

项目摘要

该项目主要开展了高内相乳液(HIPE)模板基(多孔)功能聚合物制备及性能研究,包括大分子表面活性剂设计合成、传统小分子表面活性剂难稳定的HIPE体系的构建,以及pH/CO2响应性polyHIPE多孔吸附材料的可控制备。研究取得的重要结果包括:(1)提出一种普适性HIPE模板基双连续功能聚合物块体材料合成方法,合成了含有交联聚丙烯酸丁酯(PBA)弹性体填料和交联聚苯乙烯(PS)骨架的双连续聚合物块体材料;(2)研究了光诱导原子转移自由基聚合可控制备聚合物的动力学规律,指导制备了一系列两亲性大分子表面活性剂;(3)利用所开发两亲性大分子表面活性剂,构建了稳定的含次疏水单体甲基丙烯酸甲酯(MMA)的油包水HIPEs;(4)基于所开发大分子表面活性剂,稳定了含pH/CO2响应性单体(甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(DMAEMA)或甲基丙烯酸二乙氨基乙酯(DEAEMA))的油包水HIPEs,制备了具有pH/CO2响应性的polyHIPE吸油和选择性吸水材料,揭示了选择性吸水的动力学行为与调控规律。项目整体研究工作进展顺利,基于所取得的研究成果,已发表论文4篇,申请发明专利1项,协助培养研究生2名。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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