可溶胀聚离子液体拥有可设计性高、热稳定性好、挥发性低、不易燃等优点,被应用到液晶材料、刺激响应材料、气体吸附与分离、催化、水处理等领域,受到广泛关注。作为催化剂,溶胀后具有三维空间网络结构,在反应底物中高度溶胀后形成类均相体系,克服了多相催化剂由于其催化活性中心与反应底物不能充分接触,催化活性低;均相催化剂活性高,难于分离回收的缺点。作为吸附剂,吸附量大,易于分离,适用性广。本文致力于设计高效可溶胀聚离子液体催化剂与吸附剂,探究溶胀性能与催化以及阴离子染色剂吸附性能的关系。主要工作如下:1、概述了可溶胀聚离子液体的研究现状。2、以N-乙烯基咪唑鎓类离子液体为单体,二乙烯基苯为交联剂,通过自由基聚合,合成了一系列可以在碳酸乙烯酯中溶胀的聚离子液体。对其进行了固体核磁共振、红外、扫描电子显微镜等详细表征。结果表明,在溶胀状态下,其呈现三维空间网络结构,这种结构可以提高传质和催化活性位点的分散程度。将其作为催化剂应用到2-苯氨基乙醇与碳酸乙烯酯的反应中,并考察了交联度、取代基对溶胀度的影响,以及溶胀度对反应的影响。系统比较了在不同温度、时间、催化剂用量、反应物摩尔比下,可溶胀聚离子液体与均相催化剂1-丁基-3-甲基咪唑醋酸盐(BmimOAc)的催化活性。经过优化,可溶胀聚离子液体甚至表现出比BmimOAc更高的催化活性。这种高的催化活性被归因于其良好的溶胀性能和富集性能。通过核磁共振研究表明,该聚离子液体可以富集反应物排出产物,使反应正向进行,从而提高了催化活性。3、合成了一系列可以在水中高度溶胀的聚离子液体,进行了系统的表征。将其用于吸附金橙II、甲基蓝、苋菜红三种阴离子型染色剂。考察了溶胀度对吸附效果的影响,对于同种类型交联剂的聚离子液体,交联剂含量越低,溶胀度越大,吸附量越大。研究了吸附过程的动力学与等温吸附曲线,所有吸附过程都可以很好地拟合于伪二级动力学模型和朗缪尔等温吸附模型。25℃时,金橙II、甲基蓝、苋菜红的理论最大吸附量分别为1512.2、1909.2和1314.2 mg/g。大吸附量被归因于聚离子液体良好的溶胀性能。