聚乙烯基咪唑基材料的制备及其催化水解性能研究

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1、学校代号：10532学号：B1011S0039密级：湖南大学博士学位论文聚乙烯基咪唑基材料的制备及其催化水解性能研究诠室筌趱旦塑；2Q!垒生三旦三Q旦PreparationandCatalyticHydrolysisApplicationofPolyvinylimidazole—BasedNanomaterialsbyPENGChangB．E．(HunanUniversityofScienceandtechnology)2008AdissertationsubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofDoctorof

2、Engineering1nChemicalEngineeringandTechnologyintheGraduateSchoolofHunanUniversitySupervisorProfessorXuWeijianMay，2014湖南大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其它个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：捣0马日期：妒，￡

3、阵6月3日学位论文版权使用授权书本

4、学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1、保密口，在年解密后适用本授权书。2、不保密√。(请在以上相应方框内打“√”)作者签名：鲥、马日期：仞，丫年6月3日铷签名：弓慨日期：训f年(月了日聚乙烯基咪唑基材料的制备及其催化水解性能研究摘要Ⅳ-乙烯基咪唑(Vim)由于其结构的特殊性，分子结构中乙烯基团直接跟咪唑环的氮原子相连，跟丙烯酰胺类不同的是，乙烯基团跟

5、羰基不共轭，它的这些特性使得它在离子液体，分离、催化和医药领域都有很好的应用。由于聚合物基材料具备灵巧的加工能力、灵活性以及富含官能团等从而引起科研工作者广泛的兴趣。本文以聚Ⅳ-乙烯基咪唑为基体制备了杂化材料以及有机材料，并分别对合成材料的催化性能进行了研究，具体内容如下：(1)采用磺原酸盐型的RAFT试剂，成功聚合得到了两亲性嵌段聚合物聚苯乙烯．b．聚(N-乙烯基咪唑)(PS．b．PVim)，嵌段聚合物PS．b．PVim的化学结构通过IR、和NMR进行了分析表征，嵌段聚合物PS．b．PVim的分子量分布由GPC表征，其PDI=1．24。PS．b．PVim在共溶剂DMF的稀溶液中添加一定量

6、的水，形成了PS为核PVim为壳的球形胶束，DLS和TEM结果表明胶束粒子尺寸分布较均一(PDI=0．1817)，直径介于40．160am，平均尺寸113．8nm。对比嵌段聚合物PS．b．PVim以及均聚物PVim对NPA水解催化的效果，在测试的温度范围内，PS．b．PVim相比PVim对NPA表现出更高的催化活性，并且催化水解速率符合阿伦尼乌斯方程曲线。这是因为在溶液中形成的嵌段聚合物胶束相当于一个自催化的纳米反应器，从而能够提高反应的效率。(2)采用嫁接的策略，结合溶胶．凝胶方法、MADIX／RAFT聚合以及硫醇．烯烃点击化学成功制备有机无机杂化材料Si02／PVim。均聚物PVim的

7、化学结构和其分子量分布利用IR、1HNMR以及GPC进行了分析表征。IR，TGA、DLS、SEM及TEM证明杂化材料的化学接枝。微球尺寸均一，呈球形，平均直径在200nm左右，粒子组成为Si02为核，有机聚合物PVim为壳，并且Si02／PVim的残炭率为66．5％左右，PVim的接枝密度不高约为0．018mmol／g，说明微球上点击反应效率不是很高。考察了杂化微球对NPA水解催化的效果，在低温下Si02／PVim微球的催化反应速率是均聚物PVim的2倍，并且杂化微球Si02／PVim的InV～T。1曲线的斜率要大于均聚物，说明Si02／PVim杂化微球的催化比均聚物PVim要更高效。这是

8、因为在异相体系中NPA会快速吸附到杂化微球表面，这样局部反应物浓度高，从而能够提高反应的效率。(3)通过MADIX／RAFT聚合的方法成功制备了嵌段聚合物PMPS．b．PVim，先通过磺原酸盐合成大分子链转移剂PMPS．CTA，以此再聚合Vim即得到目标嵌段聚合物。对合成的聚合物PMPS．b．PVim化学结构利用IR和1HNMR进行了分析表征，GPC曲线显示嵌段聚合物PMPS．b．PVim分子量分布较宽PDI=1．39，