一种高水蒸气吸附聚离子液体吸附剂及合成方法和应用

技术特征：
1.一种高水蒸气吸附聚离子液体吸附剂合成方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)离子化：以n-乙烯基咪唑和液化一卤甲烷为原料，通过季铵化反应制备卤化1-乙烯基-3-甲基咪唑离子液体，其中n-乙烯基咪唑和液化一卤甲烷的摩尔比为0.80-1，反应温度为50-100℃，反应时间为4小时-12小时；(2)离子置换：向卤化1-乙烯基-3-甲基咪唑离子液体中加入乙酸铵，通过离子置换反应获得乙酸化1-乙烯基-3-甲基咪唑离子液体，其中卤化1-乙烯基-3-甲基咪唑离子液体和乙酸铵的摩尔比为0.85-1，反应温度为30-80℃，反应时间为1小时-6小时；(3)聚合：通过聚合反应将乙酸化1-乙烯基-3-甲基咪唑离子液体合成为聚乙酸化1-乙烯基-3-甲基咪唑离子液体；(4)产品净化：将步骤(3)所得产物浸泡在乙醇中，然后进行过滤，干燥，得到纯净的聚乙酸化1-乙烯基-3-甲基咪唑离子液体。2.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，一卤甲烷包括一氯甲烷、一溴甲烷、一碘甲烷中的一种或二种以上。3.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，步骤(3)中的聚合反应可利用微波聚合、紫外聚合和热聚合等方式中的一种或二种以上；紫外聚合条件为25℃，紫外有效波长为365nm，功率为6-12w，紫外光强度为200-600mw/cm2，紫外聚合时间为60-240min；微波聚合条件为微波功率为100-400w，微波辐射时间为60-120s，微波辐射程序为启停各5-10s交替进行；热聚合条件为60-100℃加热120-240min。4.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，制备的聚乙酸化1-乙烯基-3-甲基咪唑离子液体产物中乙酸阴离子和1-乙烯基-3-甲基咪唑阳离子的摩尔比为0.95-1.0，聚乙酸化1-乙烯基-3-甲基咪唑离子液体产物纯度大于90％。5.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，步骤(3)将乙酸化1-乙烯基-3-甲基咪唑离子液体溶解在二甲基甲酰胺中，并加入偶氮二异丁腈，通过聚合反应将乙酸化1-乙烯基-3-甲基咪唑离子液体合成为聚乙酸化1-乙烯基-3-甲基咪唑离子液体，其中反应体系中二甲基甲酰胺的质量比例在10％-50％之间、偶氮二异丁腈的质量比例在0.5％-2％之间。6.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，步骤(4)产品净化：将步骤(3)所得产物浸泡在乙醇中2-6小时，使得乙醇刚好没过该产物，利用乙醇替换产物中的二甲基甲酰胺和偶氮二异丁腈等杂质，然后进行过滤，将所得固体继续进行上述操作2次，然后将过滤后所得固体在50-100℃干燥4-8小时彻底去除残余的乙醇，得到纯净的聚乙酸化1-乙烯基-3-甲基咪唑离子液体。7.一种权利要求1-6任一所述制备方法获得的聚乙酸化咪唑基离子液体。8.一种权利要求7所述的聚乙酸化咪唑基离子液体作为吸附剂在水蒸气吸附中的应用。

技术总结
本发明公开了一种高水蒸气吸附聚离子液体吸附剂合成方法，属于吸附科学与技术领域。一种高水蒸气吸附聚离子液体吸附剂合成方法，通过离子化、离子置换、聚合、产品净化四个步骤，实现了具有高水蒸气吸附能力的固体聚离子液体吸附剂的制备。有别于现有的聚离子液体，该聚离子液体单体具有较短的碳链和重复排列的醋酸负离子，具有较高的水蒸气吸附能力，可以广泛应用于干燥、除湿、吸附储热、吸附法海水淡化及污水处理等领域。该聚离子液体吸附剂作为一种多孔固体，克服了离子液体易泄露、易污染、易流动等缺点，适宜于大规模工业化应用。适宜于大规模工业化应用。


技术研发人员：史全 董宏生 孙克衍 解卓学 寇艳 原晖
受保护的技术使用者：中国科学院大连化学物理研究所
技术研发日：2020.12.02
技术公布日：2022/6/4