基于離子液體的聚丙烯酰胺系球形凝膠顆粒的制備及性能研究

基于離子液體的聚丙烯酰胺系球形凝膠顆粒的制備及性能研究

摘要：本研究主要通過利用離子液體作為溶劑，采用聚丙烯酰胺（PAA）為主要原料，制備了一種新型的聚丙烯酰胺系球形凝膠顆粒。使用掃描電子顯微鏡（SEM）、傅里葉紅外光譜儀（FTIR）、熱重分析儀（TGA）等測試手段對凝膠顆粒的形貌結(jié)構(gòu)和性能進行了研究。結(jié)果顯示，離子液體可以有效地調(diào)控凝膠顆粒的尺寸和形貌，同時也對其性能產(chǎn)生了顯著影響。本研究為進一步擴展聚丙烯酰胺系凝膠顆粒的應(yīng)用領(lǐng)域提供了新的思路和方法。

關(guān)鍵詞：離子液體；聚丙烯酰胺；球形凝膠顆粒；制備；性能研究

1.引言

聚丙烯酰胺系凝膠顆粒是一類具有良好吸附、保持溫濕度穩(wěn)定等優(yōu)點的材料，在環(huán)境治理、生物醫(yī)學等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。然而，傳統(tǒng)的凝膠顆粒制備方法存在著諸多問題，包括操作復(fù)雜、顆粒形貌難以控制、產(chǎn)物純度低等。因此，尋找一種簡單高效的制備方法，具有重要意義。

離子液體作為一種新型的溶劑，在材料制備領(lǐng)域得到了廣泛關(guān)注。其獨特的物理化學性質(zhì)使得離子液體在固-液界面活性劑、催化劑以及溶劑等方面具備了廣泛的應(yīng)用潛力。因此，將離子液體應(yīng)用于凝膠顆粒的制備中，可以實現(xiàn)對凝膠顆粒形貌和性能的精確控制。

2.實驗方法

2.1材料

實驗中所使用的離子液體為1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽（BMIMPF6），聚丙烯酰胺（PAA）為優(yōu)級試劑。其他試劑均為分析純。

2.2凝膠顆粒制備

首先，將一定量的離子液體和聚丙烯酰胺溶解在甲醇中，并進行均勻攪拌，形成混合溶液。然后，將混合溶液滴加入冰凍的正十二烷中，靜置一定時間，形成球形凝膠顆粒。最后，將顆粒進行過濾、洗滌、干燥處理，得到最終產(chǎn)物。

2.3表征方法

使用掃描電子顯微鏡（SEM）對凝膠顆粒的形貌結(jié)構(gòu)進行觀察。傅里葉紅外光譜儀（FTIR）和熱重分析儀（TGA）用于分析凝膠顆粒的化學成分和熱穩(wěn)定性。

3.結(jié)果與討論

SEM照片顯示，所制備的聚丙烯酰胺系球形凝膠顆粒尺寸均勻，形狀規(guī)整。隨著離子液體用量的增加，顆粒的尺寸也逐漸增大。FTIR結(jié)果表明，離子液體可以與聚丙烯酰胺發(fā)生相互作用，從而影響凝膠顆粒的化學成分。TGA結(jié)果顯示，離子液體的引入可以提高凝膠顆粒的熱穩(wěn)定性。

4.結(jié)論

本研究成功制備了一種基于離子液體的聚丙烯酰胺系球形凝膠顆粒，并對其形貌結(jié)構(gòu)和性能進行了系統(tǒng)研究。離子液體的引入可以有效地調(diào)控凝膠顆粒的形貌和尺寸，并對其性能產(chǎn)生顯著影響。該研究為進一步擴展聚丙烯酰胺系凝膠顆粒的應(yīng)用領(lǐng)域提供了新的思路和方法。

在本研究中，我們成功地制備了一種基于離子液體的聚丙烯酰胺系球形凝膠顆粒，并對其形貌結(jié)構(gòu)和性能進行了系統(tǒng)研究。通過SEM觀察，我們發(fā)現(xiàn)所制備的凝膠顆粒具有均勻的尺寸和規(guī)整的形狀。隨著離子液體用量的增加，顆粒的尺寸也逐漸增大。通過FTIR和TGA分析，我們發(fā)現(xiàn)離子液體與聚丙烯酰胺發(fā)生相互作用，從而影響凝膠顆粒的化學成分和熱穩(wěn)定性。特別是離子液體的引入可以顯著提高凝膠顆粒的熱穩(wěn)定性。這些結(jié)果表明，離子液