具有层次秩序的多孔结构的非离子超交联离子聚合物:易于合成和用于高效的CO2捕获和转换的应用

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 聚合物化学 聚合物化学
• 催化剂是一种催化剂.

背景情况:

• 超交联多孔离子聚合物 (HCPIPs) 以其离子特性和高表面积而闻名.
• 现有的HCPIP面临着单体多样性,离子密度和功能化的限制.
• 这些局限性阻碍了针对特定应用的先进HCPIP的开发.

研究的目的:

• 设计和合成具有高离子密度的新型功能化的非酸性HCPIP.
• 探索这些新材料的二氧化碳吸附和催化能力.
• 为了研究基组含量对材料性能的影响.

主要方法:

• 通过四乙基离子液 (ILs) 的阳离子 (和阴离子) 超交叉连接合成HCPIPs.
• 关于基基组含量,IL含量和特定表面积的HCPIP的表征.
• 在273K和1bar时评估CO2吸附能力和CO2/N2选择性.
• 在温和条件下对二氧化碳循环添加到环氧化物中的催化活性的评估.

主要成果:

• 合成的HCPIP具有可控制的基含量 (0-2.40 mmol g-1),高IL含量 (1.20-1.78 mmol g-1),以及较大的特定表面积 (636-729 m2 g-1).
• 实现了异常的二氧化碳吸附能力 (2.68-3.01 mmol g-1) 和二氧化碳2/N2选择性 (166-237).
• 作为二氧化碳循环添加到环氧化物中的异质催化剂,已被证明具有很高的效率.
• 与增加基群含量相关的增强CO2吸附和催化活性.

结论:

• 开发了一种简单且广泛适用的方法来合成功能化的HCPIP.
• 新的HCPIP显示了有效的碳捕获和利用的巨大潜力.
• 基组功能化是针对特定应用调整HCPIP性能的一个关键策略.