本发明专利技术公开了一种聚离子液体
【技术实现步骤摘要】
一种新型憎水型聚离子液体
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ACF复合吸附材料及其制备
[0001]本专利技术涉及新材料领域，具体涉及一种聚离子液体
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ACF复合吸附材料及其制备方法。
技术介绍
[0002]活性炭纤维(ACF)是继第一代炭材料(木炭)和第二代炭材料(石墨、炭黑)之后出现的第三代炭材料之一。由于ACF纤维直径在10～30nm，比表面积大于1000m2/g，微孔结构发达、孔径小且分布窄，因此是一种吸附容量大、吸脱速度快、再生容易的吸附材料，根据实际应用的需求还可以加工成布、毡、纸、绳等各种形态。目前ACF已广泛用于空气净化和废水处理领域。ACF对挥发性有机化合物(VOCs)如苯、二甲苯、丙酮等以及染料废水都表现出良好的吸附能力，且回收方便，循环使用寿命长。但由于ACF表面含有大量的亲水性基团如
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OH、
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COOH等，导致吸附过程中水分子与吸附质产生竞争作用，且对于一些分子量较大的有机物如染料类，ACF的吸附速率和饱和吸附量均受到限制。
[0003]聚离子液体(PILs)是一种特殊的高分子化合物，同时具有离子液体和聚合物的优良特性，PILs结构中包含的功能基团与有机物分子存在多种相互作用，包括静电作用力、范德华作用力、氢键作用力、疏水作用以及π
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π作用力等。因此，对于PILs对很多有机物都表现出良好的吸附作用，尤其是分子结构中存在离子基团或芳香环的有机吸物，如酚类、离子染料类等。因此，通过硅烷偶联剂将功能化的PILs与ACF复合，既可以增强ACF的憎水性，又可以提高ACF的吸附性能。该新型聚离子液体
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ACF吸附剂不仅可以用于偶氮染料废水的吸附处理，还可以用于VOCs的吸附、CO2捕获、有机溶剂回收等领域。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的在于提供一种新型聚离子液体
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ACF复合吸附材料。
[0005]本专利技术的另一目的在于提供一种新型聚离子液体
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ACF复合吸附材料的制备方法。
[0006]本专利技术采用的技术方案如下：
[0007]本专利技术提出一种新型聚离子液体
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ACF复合吸附材料，以硅烷偶联剂为交联剂，通过在水体系中的离子液体聚合反应将聚离子液体负载在活性炭纤维上。
[0008]本专利技术所述的一种新型聚离子液体
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ACF复合吸附材料的制备方法，包括以下步骤：
[0009](1)将ACF依次用去离子水、无水乙醇、丙酮洗涤数次，100℃真空干燥24h得到活化后的ACF；
[0010](2)步骤(1)所得的活化后ACF中加入硅烷偶联剂和甲醇的混合溶液(体积比1:(15～20))，硅烷偶联剂和甲醇的混合液体体积用量为8～15mL/g(ACF)，在40～60℃条件下水热反应时间24～48h，经后处理得到硅烷化处理的ACF；
[0011](3)步骤(2)所得的硅烷化处理的ACF中加入5～25wt％(ACF)的烯基咪唑双阳离子离子液体单体，15～25mL/g(ACF)的去离子水为溶剂，80～90℃氮气条件下以过硫酸铵为引
发剂回流反应24h，得到卤素阴离子的聚离子液体
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ACF悬浮液；
[0012](4)步骤(3)所得的卤素阴离子的聚离子液体
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ACF悬浮液加入六氟磷酸盐(六氟磷酸盐与离子液体单体用量的摩尔比为2.2:1)，50～60℃回流反应12～24h后得到聚离子液体
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ACF复合吸附材料；
[0013](5)步骤(3)中过硫酸铵使用时配制成0.01g/mL的水溶液，用量为单体质量的5％。
附图说明
[0014]图1表示聚离子液体
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ACF复合吸附材料的SEM。
[0015]图2表示聚离子液体
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ACF复合吸附材料的DFT孔径分布。
[0016]图3表示聚离子液体
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ACF复合吸附材料的X
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ray光电子能谱
[0017]图4表示聚离子液体
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ACF吸附材料对原始pH活性艳红RR24水溶液的吸附性能
[0018]图5聚离子液体
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ACF吸附材料对pH＝2活性艳红RR24水溶液的吸附性能
具体实施方式
[0019]下面结合实施例对本专利技术作进一步说明，但本专利技术不限于下述在不脱离前后所述宗旨的范围下，变化实施都包含在本专利技术的技术范围内。
[0020]实施例1：
[0021]将ACF依次用水、无水乙醇洗涤数次后100℃真空干燥24h备用。将1.0g ACF加入到10mL乙烯基三甲氧基硅烷和甲醇的混合溶液(体积比1:20)，50℃水热反应24h后，过滤，滤渣依次用丙酮、甲醇和水清洗后置于50℃恒温干燥箱中干燥备用。三口烧瓶中依次加入1g硅烷处理后ACF、[VC4(Vim)2]Cl2(与ACF质量比5％:1)，加入15mL水为溶剂，80℃逐滴滴加0.01g/mL的APS水溶液0.5mL后，80℃回流反应24h，随后降温至50℃，加入0.057gNH4PF6，50℃回流反应12h后抽滤反应液，滤渣用依次用水和乙醇洗涤数次后，置于100℃恒温干燥箱中干燥24h得到Poly
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[VC4(Vim)2][PF6]2(5％)
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ACF复合吸附材料。
[0022]其中[VC4(Vim)2]Cl2的分子结构如下：
[0023][0024]实施例2：
[0025]将ACF依次用水、无水乙醇洗涤数次后100℃真空干燥24h备用。将1.0g ACF加入到10mL乙烯基三甲氧基硅烷和甲醇的混合溶液(体积比1:20)，50℃水热反应24h后，过滤，滤渣依次用丙酮、甲醇和水清洗后置于50℃恒温干燥箱中干燥备用。三口烧瓶中依次加入1g硅烷处理后ACF、[VC4(Vim)2]Cl2(与ACF质量比20％:1)，加入20mL水为溶剂，80℃逐滴滴加0.01g/mL的APS水溶液2mL后，80℃回流反应24h，随后降温至50℃，加入0.228gNH4PF6，50℃回流反应12h后抽滤反应液，滤渣用依次用水和乙醇洗涤数次后，置于100℃恒温干燥箱中干燥24h得到Poly
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[VC4(Vim)2][PF6]2(20％)
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ACF复合吸附材料。
[0026]实施例3：
[0027]将ACF依次用水、无水乙醇洗涤数次后100℃真空干燥24h备用。将1.0g ACF加入到15mL乙烯基三甲氧基硅烷和甲醇的混合溶液(体积比1:20)，50℃水热反应24h后，过滤，滤
渣依次用丙酮、甲醇和水清洗后置于50℃恒温干燥箱中干燥备用。三口烧瓶中依次加入1g硅烷处理后ACF、[C4(Vim)2]Br2(与ACF质量比20％:1)，加入20mL水为溶剂，80℃逐滴滴加0.01g/mL的APS水溶液2mL后，85本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种新型憎水型聚离子液体
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ACF复合吸附材料，其特征在于：以活性炭纤维(ACF)为基材，通过硅烷偶联剂作为交联剂在该基材上负载聚咪唑双阳离子离子液体。2.如权利要求1所述的聚咪唑双阳离子离子液体，其特征在于所述聚离子液体的主链具有双咪唑阳离子重复结构单元，主链中含有不饱和烯基—C
n
H
2n
‑1，阴离子为PF6‑
。3.如权利要求1所述的一种新型憎水型聚离子液体
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ACF复合吸附材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：将ACF依次用去离子水、无水乙醇、丙酮洗涤数次，100℃真空干燥24h得到活化后的ACF；步骤二：以烯基硅烷偶联剂为交联剂、甲醇为溶剂，采用水热反应法将活化后的ACF做硅烷化处理；步骤三：硅烷化处理的ACF中加入含烯基的双咪唑阳离子离子液体单体，以去离子水为溶剂，恒温回流条件下以过硫酸铵为引发剂引发聚合反应；步骤四：聚合反应完毕后，在聚合体系中加入六氟磷酸盐，进行阴离子交换反应，获得憎水型聚离子液体
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ACF复合吸附材料。4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤二中烯基硅烷偶联剂包括烯基氧基类硅烷(如乙烯基三甲氧基硅烷、三乙氧基乙烯基硅烷、二乙氧基甲基乙烯基硅烷、烯丙基三乙氧基硅烷、烯丙基三甲氧基硅烷、三甲氧基(7
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辛烯
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基)硅烷、三异丙氧基(乙烯基)硅烷、二甲基乙氧基乙烯基硅烷、二甲氧基甲基乙...
【专利技术属性】
技术研发人员：何德良，冯上策，田录明，
申请(专利权)人：湖南大学，
类型：发明
国别省市：
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