Page 97 - 《精细化工》2023年第1期

第 1 期 王 琰，等: 沥青基超交联聚合物的制备及其 VOCs 吸附性能 ·89·

记录相应的吸附、脱附量，循环操作 4 次。 30%，表明 HCPs 具有较高的热稳定性。热稳定性大
小顺序为 HCP-3>HCP-4>HCP-5。热稳定性不同的
2 结果与讨论 原因与 HCPs 材料的交联程度有关，在交联反应时，

更多的 DCM 加入量会使反应体系更加分散，进而
2.1 HCPs 的结构表征
使 HCPs 的交联度降低，交联度越低的产品热稳定
图 1 为 HCPs 和沥青的 FTIR 谱图。可以看出， [22]
与沥青的 FTIR 谱图相比，HCPs 产物中位于 3035 cm –1 性越差 。

处芳环上 C—H 的伸缩振动峰消失，在 1689 cm –1
处出现芳环上 C==C 的伸缩振动峰，在 2960 cm –1
处出现亚甲基的伸缩振动峰，表明成功合成了
–1
HCPs。在 686 cm 处出现 C—Cl 的伸缩振动吸收峰，
表明产物中成功引入了氯元素，与高惠 [16] 报道的
HCPs 的 C—Cl 伸缩振动峰一致。

图 1 沥青与 HCPs 的 FTIR 谱图
Fig. 1 FTIR spectra of pitch and HCPs

图 2 为 HCPs 的氮气吸附-脱附等温线和孔径分 图 2 HCPs 的氮气吸附-脱附曲线（a）和孔径分布图（b）
Fig. 2 N 2 adsorption-desorption isotherms (a) and pore
布图；表 1 为 HCPs 的孔结构参数。根据 IUPAC 对
size distribution curves (b) of HCPs
多孔材料吸附曲线分类，由图 2 可知，HCPs 具有Ⅱ
表 1 不同 HCPs 的孔结构参数
型吸附等温线特征，HCPs 的氮气吸附-脱附曲线在
Table 1 Pore structure parameters of different HCPs
低压区呈现上升趋势，表明 HCPs 中存在一定的微
溶剂用 比表 平均 孔体积/
孔结构，在中压区该曲线出现回滞环，表明 HCPs 样品 量/mL 面积/(m /g) 孔径/nm (cm /g)
3
2
存在介孔结构 [18] ，孔径分布比较均匀。由表 1 可知， HCP-1 10 21 1.4 0.032
随着 DCM 用量加大，反应交联程度加大，孔径增 HCP-2 20 58 1.7 0.084
HCP-3 26.5 152 1.8 0.207
大。当 DCM 用量增加到 30 mL 时，产物比表面积
HCP-4 30 467 2.6 0.545
2
增大到 467 m /g。HCPs 中介孔越多，比表面积越大， HCP-5 40 447 2.6 0.478
与 WANG 等 [19] 制备的 HCPs 结果一致。但当 DCM
用量增加到 40 mL 时，HCP-5 比表面积降低到
2
447 m /g，表明在合成过程中溶剂用量增加到一定程
度之后，可能会对 HCPs 孔结构造成堵塞，使沥青
过度交联，降低了产物的比表面积 [20] 。
HCPs 热稳定性测定结果如图 3 所示。由于
HCP-1 和 HCP-2 制备过程中交联剂用量少，稳定性
较差，故只给出 HCP-3、HCP-4 和 HCP-5 热重分析
结果。可以看出，HCPs 的质量随着温度增加呈缓慢
下降趋势，在 100 ℃前的轻微质量下降是由于吸附
图 3 氮气气氛下 HCPs 的热重曲线
水的蒸发；300 ℃时失重率小于 13%，这是由于有 Fig. 3 Thermogravimetric analysis curves of HCPs under
机骨架的分解所致 [21] ；在 800 ℃时失重率不到 N 2 atmosphere