【摘 要】
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环境污染是人类面临的重大问题之一。室温离子液体作为一类新兴的、有望替代挥发性有机化合物(VOCs)的绿色溶剂，在减小或消除化工过程中的环境污染中显示了良好的前景，成为目前绿色化学化工的研究热点之一。室温离子液体可用作为催化剂应用于某些反应体系；一些可聚合的离子液体还可用于合成新型高分子材料，如聚电解质材料和气体吸收/分离材料。本文通过分子设计，首先设计、合成了一种新的含有1，1，3，3-四甲基胍阳
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环境污染是人类面临的重大问题之一。室温离子液体作为一类新兴的、有望替代挥发性有机化合物(VOCs)的绿色溶剂，在减小或消除化工过程中的环境污染中显示了良好的前景，成为目前绿色化学化工的研究热点之一。室温离子液体可用作为催化剂应用于某些反应体系；一些可聚合的离子液体还可用于合成新型高分子材料，如聚电解质材料和气体吸收/分离材料。本文通过分子设计，首先设计、合成了一种新的含有1，1，3，3-四甲基胍阳离子的可聚合功能离子液体，然后通过自由基(共)聚合反应，首次合成了一种新的含1，1，3，3-四甲基胍阳离子的线性和交联离子聚合物一聚(丙烯酸1，1，3，3-四甲基胍盐)(PTMGA)及其交联共聚物颗粒，首次研究了它们对SO2的吸收和脱吸的特性以及吸收机理，发现它们具有优异的SO2吸收性能，有望用作一种新的固体脱硫剂。
首先进行四甲基胍与丙烯酸等酸性乙烯基化合物的中和反应，得到可聚合物的离子液体单体，如四甲基胍丙烯酸盐(TMGA)。TMGA在室温下是一种无色透明的离子液体，其熔点Tm为-20.1℃。TMGA对SO2表现出一定吸收能力，但稳定性较差，当温度高于100℃时即表现出明显的失重，在吸收SO2时会发生部分聚合的现象。
其次进行TMGA的自由基溶液聚合，得到含四甲基胍阳离子的线性聚合物PTMGA。PTMGA是一种无定型聚合物，玻璃化温度(Tg)为93.5℃。与TMGA单体相比，PTMGA的热稳定性明显提高，在温度低于170℃时无明显失重，但在更高的温度下，因1，1，3，3-四甲基胍阳离子与丙烯酸阴离子之间的离子键的断裂而导致不稳定。PTMGA对SO2吸收选择性高、吸收容量大、吸收速率快，明显优于离子液体。在低温下吸收的SO2可在高温和/或真空条件下部分脱吸，吸收/脱吸操作可循环进行，实现聚合物的循环利用。在典型的操作条件下，经过一个吸收/脱吸循环，每克聚合物可分离出0.25-0.5克SO2。四甲基胍阳离子对SO2表现出可逆的化学吸收和脱吸，同时，SO2与PTMGA表现出良好的相容性。因此，PTMGA对SO2高效吸收是物理吸附、物理吸收和化学吸收共同作用的结果。
进一步以非极性溶剂为油相，以TMGA与水溶性双官能团交联剂(CL)的混和单体水溶液为水相，采用Span类的分散剂进行反相悬浮聚合，制得了交联的PTMGA-CL共聚物多孔颗粒。PTMGA-CL共聚物多孔颗粒由更小的球形微粒构成，微粒之间呈无规则排列，微粒之间具有孔隙，孔隙率达40％左右。与线性的PTMGA相比，交联的PTMGA-CL多孔颗粒不仅具有更高的SO2平衡吸收量，而且在吸收SO2的过程中聚合物形态不发生变化。在50℃常压吸收、抽真空90℃脱吸的条件下，每个吸收/脱吸循环每克PTMGA-CL多孔颗粒可分离出0.284克SO2。
含四甲基胍阳离子的线性聚合物PTMGA和交联共聚物PTMGA-CL多孔颗粒对SO2吸收具有选择性高、吸收能力强、吸收速度快、脱吸方便和可重复利用的特点，而且其结构、形态具有很大的可调性，特别是后者，具有很高的应用价值，可望成为一种新的脱硫剂，用于烟道气脱硫及其它含SO2的气体的净化。
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