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环境污染是人类面临的重大问题之一。室温离子液体作为一类新兴的、有望替代挥发性有机化合物(VOCs)的绿色溶剂,在减小或消除化工过程中的环境污染中显示了良好的前景,成为目前绿色化学化工的研究热点之一。室温离子液体可用作为催化剂应用于某些反应体系;一些可聚合的离子液体还可用于合成新型高分子材料,如聚电解质材料和气体吸收/分离材料。本文通过分子设计,首先设计、合成了一种新的含有1,1,3,3-四甲基胍阳离子的可聚合功能离子液体,然后通过自由基(共)聚合反应,首次合成了一种新的含1,1,3,3-四甲基胍阳离子的线性和交联离子聚合物—聚(丙烯酸1,1,3,3-四甲基胍盐)(PTMGA)及其交联共聚物颗粒,首次研究了它们对SO2的吸收和脱吸的特性以及吸收机理,发现它们具有优异的SO2吸收性能,有望用作一种新的固体脱硫剂。 首先进行四甲基胍与丙烯酸等酸性乙烯基化合物的中和反应,得到可聚合物的离子液体单体,如四甲基胍丙烯酸盐(TMGA)。TMGA在室温下是一种无色透明的离子液体,其熔点Tm为-20.1℃。TMGA对SO2表现出一定吸收能力,但稳定性较差,当温度高于100℃时即表现出明显的失重,在吸收SO2时会发生部分聚合的现象。 其次进行TMGA的自由基溶液聚合,得到含四甲基胍阳离子的线性聚合物PTMGA。PTMGA是一种无定型聚合物,玻璃化温度(Tg)为93.5℃。与TMGA单体相比,PTMGA的热稳定性明显提高,在温度低于170℃时无明显失重,但在更高的温度下,因1,1,3,3-四甲基胍阳离子与丙烯酸阴离子之间的离子键的断裂而导致不稳定。PTMGA对SO2吸收选择性高、吸收容量大、吸收速率快,明显优于离子液体。在低温下吸收的SO2可在高温和/或真空条件下部分脱吸,吸收/脱吸操作可循环进行,实现聚合物的循环利用。在典型的操作条件下,经过一个吸收/脱吸循环,每克聚合物可分离出0.25-0.5克SO2。四甲基胍阳离子对SO2表现出可逆的化学吸收和脱吸,同时,SO2与PTMGA表现出良好的相容性。因此,PTMGA对SO2高效吸收是物理吸附、物理吸收和化学吸收共同作用的结果。 进一步以非极性溶剂为油相,以TMGA与水溶性双官能团交联剂(CL)的混