离子聚氨酯作为一种新型的聚(离子液体)s高效二氧化碳捕获( Ionic Polyurethanes as a New Family of Poly(ionic liquid)s for Efficient CO2 Capture )

Sofia M. Morozova Alexander S. Shaplo Elena I. Lozinskaya David

二氧化碳(CO2)水平持续增长，而且据信CO2是导致全球变暖和气候变化的重要因素。因此，开发高效的技术来抑制现有能源的CO2排放是一个很大的兴趣。在此背景下，为了解决这些问题，聚离子液体（PILs）提供了一个极其多用途和可调的平台来制造多种用于CO2捕获的吸附剂。目前研究的聚合物（离子液体）捕集CO2的主要是碳链聚合物（丙烯酸酯和苯乙烯聚电解质）,而具有更多碱性主链的聚合物（如酰胺、氨基甲酸酯或酰胺）可以显著提高CO2的吸收能力。以铵、喹核素、二喹核素和咪唑阳离子为基础,用四种不同的离子二醇制备了一系列新型高分子量(Mn=(3.4-21.0)×104)的离子型聚氨酯(PUs)。此外,采用相同的溴化PU前驱体进行离子交换反应,得到了一系列含有13种不同反阴离子的离子PU,包括经典的(CF3SO2)2N、BF4、PF6和N(CN)2)和较少遇到的阴离子物种,如乙酸酯、乳酸酯、四氰基硼酸酯、双（五氟乙基磺酰基）酰胺、CF3SO2-N-CN和MeHaln(Me=Fe(III),Cu(II),Zn(II),Hal=Cl,Br）。这使得可以分别分离二异氰酸酯、阳离子和阴离子性质对离子脓的物理性质的影响。所得聚离子液体具有较高的热稳定性（最高可达275°C)，玻璃化转变温度在30-78°C之间，并具有显着的CO2捕获性能。结果表明,加入二喹核素阳离子和CH3COO或BF4阴离子的离子液体具有最高的CO2吸附量（在273 K和1巴时分别为18.25和24.76 mg/g）,不仅克服了目前已报道的线性PIL的CO2捕获量,而且超过了已知的交联介孔聚离子液体的最高值（在273 K和1巴时为20.24 mg/g）。总之，本文论证了聚离子液体作为CO2捕集的有效设计材料的潜力。

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