纳米复合物中空纤维包裹绿色氨基酸基离子液体[N1,1,1,2(OH)][L-Phe]用于脱水的研究进展

西安齐岳生物科技有限公司生产销售的离子液体主要有咪唑型、吡啶型、哌啶型、吡咯烷型、季铵型、吗啉型、季膦型体和功能化离子液体（如含有氰基、羟基、羧基、磺酸基、酯基、醚键、氢氧根、可聚合单元、荧光型、手性离子液体）。提供各种常规离子液体；也提供离子液体的定制合成，纯度99.99%，提供核磁，HPLC，LCMS,GC图谱。

离子液体(IL)因其的性质引起了人们的关注，如可忽略不计的蒸汽压、良好的化学和热稳定性以及性，使其成为常规溶剂的更可持续的替代品。它们通常是亲水的，能够捕捉水分。此前，不同的包封IL作为二氧化碳和氨的吸附剂得到了一些研究，但没有结合到膜中。通过引入绿色氨基酸基离子液体，证明了纳米复合物中空纤维具有高脱水能力。

    图1. 中空纤维包裹绿色氨基酸基离子液体用于脱水的示意图

研究人员先将L-苯丙氨酸胆碱盐[N_1,1,1,2(OH)][L-Phe]掺入碳亚微胶囊中制备了ENIL吸附剂。通过N₂吸附-解吸等温线确定了碳胶囊和ENIL的多孔结构，当IL掺入碳胶囊后，胶囊的表面积值急剧下降，表明IL完全填充了孔。ENIL吸附剂在5%至60%RH之间有高达30%的容量变化，并且具有自然再生能力，因此，它在用作空气除湿的吸附材料方面潜力巨大。

图2. 碳胶囊的制备和IL的封装步骤

图3. 碳胶囊的(a,b) SEM和(c,d)TEM图像，放大倍数不同

基于ENIL的水蒸气吸附特性，研究者们继续探索了将胶囊掺入膜中以进行空气除湿的方法。该项研究选择聚醚酰亚胺作为多孔纤维，聚二甲基硅氧烷(PDMS)作为涂层基质，ENIL以有限的聚集度分散在其中。未涂覆的中空纤维具有非常高的水蒸气透过率，但是当在腔侧施加600 mbar的压力时，水蒸气/N₂的选择性可忽略不计(1.06)。然而，将ENIL分散在PDMS中并浸涂在中空纤维上以形成薄的选择性皮层后，复合中空纤维的水蒸气透过率高达10605 GPU，水蒸气对N₂的选择性比为3235。这是由于水蒸气与ENIL的极性基团之间的相互作用更多，因此中空纤维的渗透性和选择性显着提高。尽管在长期实验中观察到一定程度的饱和，但将系统间歇加热到稍高的温度能够以**的容量恢复来解决此问题。

图4. (a-c)涂覆有0.5 wt% PDMS/0.5 wt% ENIL的异辛烷溶液的聚醚酰亚胺中空纤维的横截面和(d)表面SEM图像

总结：通过引入IL封装的碳亚微胶囊，制备了一类新型的纳米复合膜材料，这种混合材料不仅具有住宅空气湿度调节的功能，而且可能用于工业气体脱水，中空纤维的渗透性和选择性显着提高。

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离子液体氯化1-乙基-3-甲基咪唑(EmimCl)

N-甲基-N′-磺酸烷基-咪唑阴离子型功能化室温离子液体

离子液体氯化1-(2-羟乙基)-3-乙基-咪唑([HeEIM]Cl)

羧基功能化离子液体1-甲基-3-羧甲基咪唑四氟硼酸盐([cmmim]BF4)

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