名称:
Carbon black functionalized with hyperbranched polymers: synthesis, characterization, and application in reversible CO2 capture
摘要:
报告介绍了通过自冷凝原子转移自由基聚合(SC-ATPR)从表面接枝超支化聚合物对炭黑进行功能化的方法。使用两种不同的方法用 ATRP 引发剂对原始炭黑的表面进行了改性。第一种方法是利用酸氧化作用将 COOH 基团置于炭黑表面,然后进行酯化反应,使 ATRP 引发剂与炭黑表面结合。另一种方法是通过腈化学将带有叠氮和溴基团的 ATRP 起始剂直接置于炭黑表面。利用对氯甲基苯乙烯的嵌合体,从 ATRP 起始剂修饰的炭黑表面接枝超支化聚(对氯甲基苯乙烯)(PCMS)、和 CuCl/CuCl2/N,N,N′,N′,N′′-pentamethyldiethylenetriamine (PMDETA) 作为催化体系。此外,还开发了一种一锅两步法从炭黑表面接枝交联聚合物。聚合过程得到了很好的控制,并且可以通过改变聚合时间来调节炭黑上接枝聚合物的比例。透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)和热重分析(TGA)对制备的样品进行了表征。炭黑表面的超支化聚合物经过季铵化处理,在聚合物上形成一个铵基,然后交换氯化物反离子,得到氢氧化物反离子。在这些基本条件下,ATRP 起始剂应使用腈化学而不是酸氧化法附着到表面,以避免将接枝聚合物连接到炭黑表面的酯基水解。氢氧化铵功能化炭黑材料可用于从环境空气中可逆地吸收和解吸二氧化碳,与市售的 Excellion 膜相比,其吸收/解吸动力学得到了改善。