发明内容

本发明的目的是提供一种选择性吸收材料及其制备方法和应用。该选择性吸收材料是以乙烯基咪唑鎓离子液体、可聚合钠盐和交联剂为原料，经自由基聚合和后处理制备得到。该选择性吸收材料不仅在水、甲酰胺、乙二醇、甲醇、DMSO、乙醇、DMF等溶剂中快速吸收，还具有良好的化学和循环稳定性能。基于在溶剂中吸收能力不同的特点，将该选择性吸收材料应用于均相混合溶剂的选择性吸收中，发现该材料具有优异的选择性吸收性能。在一系列水/溶剂混合溶剂体系中，该选择性吸收材料高选择性的吸收水，所吸收混合溶剂中水的摩尔百分含量最高可达到97.6％。此外，5次循环过程中，所制备的选择性吸收材料对水的高选择性吸收能力基本保持不变。

实现本发明目的的具体技术方案是：

一种选择性吸收材料的制备方法，特点是：将乙烯基咪唑鎓离子液体、可聚合钠盐和交联剂溶解于溶剂中，在氮气保护下，升温至70～100℃，加入引发剂偶氮二异丁腈(AIBN)，搅拌反应6～24小时，反应结束后，经酸化或/和洗涤、干燥后处理，即得到所述选择性吸收材料；其中：

本发明所述乙烯基咪唑鎓离子液体为1-乙烯基-3-(3-磺丙基)咪唑鎓内盐，其化学结构如式(I)所示、1-乙烯基-3-羟乙基咪唑鎓氯盐，其化学结构如式(II)所示、1-乙烯基-3-(1,2-二羟丙基)咪唑鎓氯盐，其化学结构如式(III)所示、1-乙烯基-3-二乙二醇基咪唑鎓氯盐，其化学结构如式(IV)所示或1-乙烯基-3-三乙二醇基咪唑鎓氯盐，其化学结构如式(V)所示；

本发明所述可聚合钠盐为丙烯酸钠、4-乙烯基苯甲酸钠或4-乙烯基苯磺酸钠。

本发明所述交联剂为二乙烯基苯(DVB)、二甲基丙烯酸乙二醇酯(EGDMA)、N,N'-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)、3,3'-(己烷-1,6-二基)双(1-乙烯基-3-咪唑鎓)双溴盐，其化学结构如式(VI)所示、3,3'-(辛烷-1,8-二基)双(1-乙烯基-3-咪唑鎓)双溴盐，其化学结构如式(VII)所示或3,3'-(二缩三乙二醇基)双(1-乙烯基-3-咪唑鎓)双溴盐，其化学结构如式(VIII)所示；

本发明所述溶剂选自水、甲醇、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、水/甲醇混合溶剂或水/DMF混合溶剂。

本发明所述乙烯基咪唑鎓离子液体和可聚合钠盐的摩尔比为1:0.2～5。

本发明所述乙烯基咪唑鎓离子液体和交联剂的摩尔比为1:0.05～0.5。

本发明所述溶剂的质量为所述乙烯基咪唑鎓离子液体、可聚合钠盐和交联剂总质量的2～5倍。

本发明所述引发剂AIBN的质量为所述乙烯基咪唑鎓离子液体、可聚合钠盐和交联剂总质量的1～10％。

选择性吸收材料在混合溶剂中选择性吸收的应用，特点是：在密封瓶中，加入由等摩尔量水和溶剂制得的水/溶剂混合溶剂，或加入由等摩尔量甲酰胺和溶剂制得的甲酰胺/溶剂混合溶剂，将干燥的选择性吸收材料加入上述装有混合溶剂的密封瓶中，并在室温下搅拌6小时、静置3小时，随后将在混合溶剂中充分吸收的选择性吸收材料从密封瓶中分离出来，先除去表面吸收的混合溶剂，然后通过气相色谱仪和卡尔费休水分测定仪对选择性吸收材料所吸收的混合溶剂进行定量分析；其中：

本发明所述水/溶剂混合溶剂或甲酰胺/溶剂混合溶剂中的溶剂选自甲醇、乙醇、乙腈、丙酮、四氢呋喃(THF)、DMF或二甲亚砜(DMSO)。

本发明具有以下优点：(1)制备方法简单，所述选择性吸收材料通过简单的自由基聚合即可得到，无需像分子筛、活性炭等一样需要高的比表面积；(2)吸收容量大，所述选择性吸收材料可吸收自身重量几倍甚至几十倍的混合溶剂；(3)吸收速率快，所述选择性吸收材料经几分钟或几十分钟就可达到充分吸收；(4)吸收选择性高，所述选择性吸收材料能够高选择性的吸收某一溶剂；如在水/溶剂混合溶剂中吸收时，所吸收的混合溶剂中水的摩尔百分含量最高可达到97.6％；(5)循环稳定性好，所述选择性吸收材料在5次循环过程中，对溶剂的选择性吸收能力基本保持不变。