1.1 课题背景

近年来，温室气体CO₂的大量排放，导致了日益加剧的温室效应，造成全球气候变暖，CO₂的捕集已经成为广泛的研究热点。由于具有蒸汽压低、液程宽、溶解力强、结构性能可调等一系列优良特性，离子液体已成为捕集CO₂的良好吸收剂。最新研究发现聚合离子液体对CO₂的吸收能力为离子液体单体的数倍，同时多孔结构提高比表面积，利于CO₂的吸收。我们可以采用不同的模板剂对离子液体进行聚合，进而考察其对CO₂吸附性能的研究。故我们可以采用制孔的方式制备聚离子液体并应用于CO₂捕集方面，以解决温室问题。

1.2 离子液体简介

离子液体是在室温或室温附近呈液体，由有机阳离子和无机阴离子或有机阴离子构成的。离子液体具有可调性，根据不同需要改变其阴阳离子结构可以达到设计者的目的。离子液体被称为”设计者的溶剂”。^【1】

1.3 聚离子液体研究进展

聚离子液体是在重复单元上具有阴、阳离子电解质基团的聚合物^[2]，聚离子液体作为一种新型的聚合物，近年来成为国内外研究的热点。目前，研究热点主要集中在聚离子液体的分子设计、组成-结构-性能关系，以及功能材料的制备^[3]。随着离子液体与聚离子液体理论研究的深入及应用技术的发展，需要按照离子液体与聚离子液体产品的结构和性能的需求进行精细设计。合成更多性能优异的新型功能离子液体与聚离子液体材料，丰富其基础化学理论。虽然针对聚离子液体的研究范围已扩展到电学、光学和与生物相关的研究领域，但聚离子液体的研究仍处于起步阶段，其潜在应用前景十分广阔。

1.4 聚离子液体的合成方法

通常聚离子液体的合成大多采用自由基聚合的方法，自由基聚合具有可聚合的单体种类多、反应条件温和易控制、可以以水为介质、容易实现工业化生产等优点^[4-6]。近年来，可控活性原子转移自由基聚合（ＡＴＲＰ）和可逆加成－断裂链转移（ＲＡＦＴ）聚合、开环易位聚合（ＲＯＭＰ）、原位聚合、分散聚合、环化聚合、脱氢偶联聚合等现代聚合方法也在逐渐用于合成聚离子液体。

1.5 CO_²吸附材料的研究现状

（1）陶瓷材料及金属氧化物类

CO2是酸性气体，所以但凡是带有碱性的氧化物，如NaO，K₂O，A1₂O₃，MgO，CaO，LiO，ZrO，其表面都容易吸附CO₂，且在高温状态下吸附能力反而很好^[7]。所以但凡这种碱性氧化物，适合用来作为高温吸附剂。更绿色地是，碱性氧化物吸附CO2生成了碳酸盐，高温下碳酸盐又能重新分解成金属氧化物和CO₂。现阶段研究的重点对象是锉基吸收剂、钙基吸收剂。像硅酸锉含锉陶瓷的一些材料能吸附上述分解中产生的一氧化碳。比如碳酸钙在高温条件下受热分解，可以生成具有高比表面积的多孔氧化钙^[8-12]。氧化钙和二氧化碳又反应生成碳酸钙，吸收二氧化碳，二氧化碳的排放量便降低了。并且生成的碳酸钙经过锻烧能够产生的一氧化碳，因其高纯度所以能够直接存储并且应用于工业。二氧化碳制备成本低廉、吸附容量高、抗磨性较好、使用寿命较长等都是氧化钙具有的优点，因而成为不错的的高温二氧化碳脱除剂^[13]。但是缺点就是，碳酸钙膜容易在氧化钙颗粒表面生成，二氧化碳难以被氧化钙吸附，从而进行进一步反应，降低转化率。当锻烧温度超过900℃时，二氧化碳吸收能力也不高的原因是生成的颗粒比较容易烧结。