基于共轭碳负离子工程的高效选择性SO2捕获用离子液体商业化聚合物研究

研究人员开发了功能化活性位点的离子液体多孔材料，用于高效选择性可逆SO2捕获。通过共轭碳负离子设计的商业化聚合物[N1111][TTFA]@polymer和[N1111][BTFA]@polymer展现出大孔结构(>50nm)与增强疏水性，实现SO2捕获量>7mmol·g?1及高SO2/CO2选择性。研究揭示了电荷转移准化学相互作用机制，为工业废气处理提供新策略。

　　

这项突破性研究展示了如何通过精妙的碳负离子工程(carbanion engineering)设计离子液体(ILs)功能化聚合物。科学家们开发的商业化聚合物[N₁₁₁₁][TTFA]@polymer和[N₁₁₁₁][BTFA]@polymer具有独特的网状大孔结构(孔径>50nm)，就像分子级别的"海绵"般高效捕集SO₂分子。令人惊叹的是，这些材料不仅能实现>7mmol·g^?1的SO₂吸附量，还展现出优异的SO₂/CO₂和SO₂/H₂O选择性。

通过吸附等温线(Langmuir/Freundlich/Sips模型)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和量子化学计算的多重验证，研究团队发现SO₂与IL@polymer之间存在着关键的电荷转移准化学相互作用(charge-transfer quasi-chemical interaction)。有趣的是，随着SO₂负载量增加，初始等量吸附热从10kJ·mol^?1攀升至20kJ·mol^?1，就像分子间的"握手"越来越紧密。这项开创性工作不仅首次实现了共轭碳负离子衍生IL聚合物的商业化应用，更为开发兼具高疏水性和选择性气体捕获功能的新型材料开辟了道路。