高内相乳液法制备环氧基聚合物互通多孔材料及其应用研究

本项目拟采用高内相乳液法制备聚甲基丙烯酸缩水甘油酯互通多孔材料(PolyGMA)，并探讨其在降低卷烟危害性方面的应用。合成新型乳化剂以获得稳定的甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)油包水型高内相乳液（W/O HIPE），该乳化剂即具备非离子乳化剂的空间位阻效应，又具备离子乳化剂的静电排斥能力，可以增强界面膜的强度，抑制影响HIPE稳定的液滴聚并和Ostwald效应。通过研究不同实验条件对PolyGMA比表面积、泡孔、窗孔、毛孔孔径及孔径分布的影响，获得大表面积、泡孔完全贯通、泡孔孔径分布较窄及不同泡孔、窗孔、毛孔孔径的PolyGMA互通多孔材料。由于PolyGMA具有的特殊孔结构及其中含有的环氧功能基可与烟气中的代表性有害成分(氢氰酸、苯酚、氨)发生反应，故将其应用于降低卷烟危害性中，研究不同泡孔、窗孔、毛孔孔径对卷烟烟气中氢氰酸、苯酚、氨含量的影响，最终获得一种高效的降低卷烟危害性的新型材料。

吸烟与健康问题受到全社会强烈关注，降低卷烟烟气中有害成分释放量成为一个迫切需要解决的问题。本项目采用高内相乳液法制备聚甲基丙烯酸缩水甘油酯互通多孔材料(PolyGMA)，并探讨其在降低卷烟有害成分释放量方面的应用。取得的主要研究进展和成果如下：.1. 甲基丙烯酸缩水甘油酯（GMA）高内相乳液（HIPE）乳化剂的合成及选择. 合成了两类新型乳化剂，并考察了各种乳化剂配置GMA的HIPE在常温和高温下的稳定性，确定了适合于GMA的HIPE聚合的最佳乳化剂。.2. 化学引发剂高温引发聚合制备PolyGMA . 系统考察了化学引发剂高温引发聚合制备PolyGMA时乳化剂用量、交联度、水相比例、致孔剂种类及用量等因素对PolyGMA比表面积、泡孔、窗孔及毛孔孔径的影响，明确了PolyGMA比表面积、泡孔孔径、窗孔孔径的调控机理。.3. 常温辐射引发聚合制备高环氧基含量PolyGMA . 采用γ-射线在常温下引发GMA的HIPE聚合，制备了高环氧基含量、泡孔孔径分布窄的PolyGMA。研究了不同聚合温度、毛孔孔径对PolyGMA环氧基含量的影响，揭示了影响PolyGMA中环氧基含量的主要因素。.4. PolyGMA对卷烟烟气中有害成分释放量影响研究. 考察了PolyGMA对卷烟烟气中有害成分释放量的影响，确定了PolyGMA结构参数中影响降低有害成分释放量效果的主要因素。进行了PolyGMA的中试放大试验，分析了中试放大材料与实验室合成材料在结构和降低有害成分释放量性能方面的差异。进行了PolyGMA卷烟应用实验，确定了PolyGMA卷烟应用的最佳形式，结果表明： PolyGMA对卷烟烟气中有害成分有显著降低效果。.5. 负载无机纳米粒子多孔碳材料的制备及性能表征.. 采用常温辐射法制备了负载氧化铁纳米粒子多孔碳材料及同时负载氧化铁纳米粒子及银纳米粒子多孔碳材料。与文献报道方法相比，该制备方法条件温和，制备过程简单。所制备的材料可同时具备高的比表面积、超顺磁性及催化活性，材料可用于污水吸附、催化反应，其对有机污染物的吸附能力较高，且可方便回收。. 相关研究工作已在J. Mater. Chem.、Mater. Lett.等重要学术刊物上发表SCI论文3篇、EI论文2篇，并申报专利14项，获得授权10项。