功能化离子液体及改性硅基介孔材料捕集CO2研究的任务书.docx

功能化离子液体及改性硅基介孔材料捕集CO2研究的任务书
任务书
一、研究背景
随着全球人口不断增加和经济发展的不断推进，二氧化碳排放量不断增加，导致全球气候变化。因此，减少CO2排放已成为全球共同关心的重要问题。二氧化碳的捕集和转化已被提出作为减少CO2排放的一种有效方法，因此，其研究具有重要的实际意义。
功能化离子液体和改性硅基介孔材料是CO2捕集材料中的一种新型材料。通过设计和制备不同类型的离子液体和介孔材料，可以使其优异的捕集CO2性能得到改善，进而提高其捕集效率和选择性。目前，对离子液体和介孔材料捕集CO2的研究仍处于实验室研究阶段，因此，研究这些材料在实际应用中的性能和机理，对于实现CO2捕集的有效应用具有重要的意义。
二、研究内容
1.设计和合成一系列不同功能团基的离子液体，并评估其捕集CO2性能。其中，功能团基包括而不限于酸性、碱性、亲核性、活性位点等。
2.改性硅基介孔材料的制备和表征。选用不同类型的硅源、表面改性剂和结构模板，制备不同孔径、不同孔径分布和不同壁厚的介孔材料，并对其进行表征，包括表面积、孔径分布、孔径体积、孔径随机分布等。
3.研究离子液体和介孔材料的CO2捕集性能。通过吸附实验、热重分析、傅里叶红外光谱、压缩气体吸附法等手段，评估不同离子液体和介孔材料的CO2吸附量、选择性、稳定性和反应动力学特征等性能。
4.探索材料的实际应用价值。通过模拟实验和实际应用环境下的长期使用测试等手段，评估材料的可靠性和适用性，进一步展示其在CO2捕集和转化领域中的应用前景。
三、研究意义
本研究将制备一系列性能优异的离子液体和介孔材料，并对其进行CO2捕集性能评估和机理研究，为解决大气中CO2排放问题提供了一种新的方法。同时，本研究的成果有望进一步推动离子液体和介孔材料的应用前景，促进其在环保、化工、能源等领域的应用。
四、研究计划及进度安排
1.前期准备阶段（2022年1月至2022年8月）：搜集相关文献，制定研究方案，搭建实验室条件等。
2.离子液体和介孔材料的制备和表征（2022年9月至2023年12月）：根据设计方案，制备不同功能团基的离子液体和不同孔径介孔材料，并对其进行表征。
3.CO2捕集性能研究（2024年1月至2025年6月）：通过多种手段，对制备好的离子液体和介孔材料进行CO2捕集性能评估和机理研究。
4.实际应用推广（2025年7月至2026年12月）：通过模拟实验和实际应用环境下的长期使用测试等手段，评估材料的可靠性和适用性。
五、研究人员及经费支持
本研究需要具有化学、材料等相关专业背景的人员共同完成，其中，硕士研究生2人、博士研究生1人、指导教师2人。研究所需经费为120万元，其中包括材料、设备购置费、实验室维护费和研究经费等。
六、预期成果
本研究的预期成果包括：
1.成功设计和合成一系列性能优异的离子液体，并评估其对CO2的捕集性能。
2.成功制备不同孔径、不同孔径分布和不同壁厚的介孔材料，并对其进行表征。
3.研究离子液体和介孔材料的CO2捕集性能，并从机理上解析材料捕集CO2的性质和特点。
4.探索材料的实际应用价值，并为实现CO2的捕集和转化提供新的解决方案。
七、预期影响
本研究的成果将能够有效解决二氧化碳排放问题，并推动离子液体和介孔材料在环保、化工、能源等领域的应用，从而产生经济、环保和社会效益。