基于温度响应聚合物的制备及其性能探索

摘要首先，利用温度响应单体NAGA在引发剂和交联剂存在的条件下自聚，同时引入碱性活性位点（叔胺基），形成立体空间网状结构的吸附剂TP30,通过红外光谱(R)、热重分析(TG)的结果证明了有机功能基团叔胺基的成功引入。利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)证明了吸附剂TP30的片层无定形结构。利用动态光闪射(DLS)研究了TP30的可逆温度响应行为，此外利用气相色谱在高温80℃对TP30进行CO2的吸附性能测试，然后在低温0℃下进行CO2脱附，结果显示在高温高湿条件下吸附剂TP30中1.00mmol叔胺约吸附0.51 mmol C02,经过3次吸附脱附循环实验，吸附剂仍然保持良好状态。其次，为了进一步提高温度响应CO2吸附剂的吸附性能，以聚苯乙烯PS为载体，通过在其表面嫁接温度响应聚合物和活性位点（叔胺基）制备得到一种新的温度响应吸附剂TP@PS。采用化学刻蚀法去除吸附剂内部的聚苯乙烯，得到了一种温度响应聚合物中空微球HP30。利用XRD和红外光谱(IR)等表征分析说明了将有机功能基团叔胺基和温度响应聚合物成功地接入聚苯乙烯小球表面。结合SEM照片得知化学刻蚀后吸附剂内部成功形成了球形空洞，这种结构促进了CO2在聚合物内部的传输。利用气相色谱在80C下对吸附剂HP30进行C02的吸附性能测试，结果表明吸附剂HP30内1.00mmol叔胺约吸附0.63mmolCO2,较原吸附剂TP30性能提高23%。通过3次循环实验证明了吸附剂的良好再生性能和中空胶囊结构的稳定性。最后，采用聚乙烯亚胺PEI与乙二醇二缩水甘油醚EDGE反相悬浮聚合制备了固体胺吸附剂PEs,并通过活性自由基聚合反应进一步功能化制备热敏固体胺吸附剂PNAGA@PEIs。采用红外光谱(R)、X射线光电子能谱(XPS)和热重分析(TG)的结果表明PNAGA成功负载在PEs上。模拟高温高湿燃烧后烟道气，利用气相色谱和固定床平台研究CO2在吸附剂PNAGA@PEIs的吸附行为。吸附结果表明水的存在提高了吸附剂中胺的利用效率，对CO2的吸附能力有促进作用。将热敏型聚合物PNAGA引入固体胺PEIs中，可对高温高湿烟道气直接进行CO2吸附，有效降低吸附剂再生时的能耗。关键词：温度响应二氧化碳吸附分离吸附剂胺活性位