CN104017144A - 一种纳米复合材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有高CO2吸附特性的有机-无机纳米复合材料介孔纳米硅-聚（p-乙烯苄基）-三甲基四氟硼酸铵（P[VBTMA][BF4]），所述的纳米复合材料为季铵盐聚离子液体包裹的介孔纳米硅；通过牺牲引发剂法用核磁共振（NMR）谱图计算所得壳层接枝聚合物的分子量Mn,NMR为4740~13684。本发明中公开的纳米复合材料可在一定条件下作为一种性能优越的CO2吸附剂；且制备这种纳米复合材料的方法操作简便，反应条件温和，使用这种方法使得产物的结构明确易于调控。

Description

一种纳米复合材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种纳米复合材料，具体涉及一种具有高CO2吸附特性且具有核-壳机构的有机-无机纳米复合材料及其制备方法。
背景技术
“温室效应”引起的气候变化己成为一个全球性环境问题，愈来愈引起世界各国的关注。在各种温室气体中，CO2在大气中的含量高、寿命长，寿命约为50-200年，对温室效应的贡献最大。如何减少CO2排放，降低大气中的CO2浓度，是人类面临的共同难题。同时，CO2还是非常重要的工业原料，由电厂烟道气中捕集回收CO2不仅是缓解CO2排放危机的最直接有效的手段，还能通过副产CO2降低减排的成本。CO2的固定被认为是解决温室效应这一问题最有效的方法。捕集CO2的主要技术有吸收法、吸附法、膜分离法和深冷分离法。其中吸收法和吸附法有较悠久的历史，相对比较成熟，吸附法的优点是设备较简单、能耗低。常用CO2吸附剂包括活性炭、硅胶、分子筛、介孔材料、金属-有机骨架材料MOFs等。目前，开发具有超高比表面积、吸附容量大且同时具有可控的孔径结构、高的吸脱附速度和循环使用寿命长的吸附剂，是吸附法捕集CO2需要解决的核心问题。离子液体展现出的几个性质使得它们有着很好的潜在应用价值，包括不挥发性、高摄取力以及对CO2的可逆吸收及选择性。
合成有机-无机纳米复合材料的方法主要有直接共混法、原位粒子生成法和原位聚合法。其中，作为原位聚合法的一种，表面引发原子转移自由基聚合(SI-ATRP)为我们合成结构性质可控的复合材料提供了一种新的解决方案。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种新的纳米复合材料及其制备方法，以克服现有技术中CO2吸附剂存在的比表面积小、吸附容量小和吸附剂的孔径结构不可控的问题。
为了实现上述目的或者其它目的，本发明是通过以下技术方案实现的。
本发明公开了一种纳米复合材料，所述的纳米复合材料为季铵盐聚离子液体包裹的介孔纳米硅，所述季铵盐聚离子液体为聚(p-乙烯苄基)-三甲基四氟硼酸铵，所述纳米复合材料的化学结构式如下：
其中，A代表介孔纳米硅球，n为聚(p-乙烯苄基)-三甲基四氟硼酸铵(P[VBTMA][BF4])的聚合度，n＝17～51，Mn,NMR为4740～13684。
所述的分子量采用牺牲引发剂法测得，即在SI-ATRP体系中加入一定量的小分子引发剂，它可以和表面引发剂同时进行引发。一方面，这一小分子引发剂可以解决活性种在无机物表面局部浓度过高而使得活性种与休眠种之间不能建立有效的可逆平衡的问题；另一方面，由于表面引发聚合得到的产物中含有无机纳米颗粒，使其在有机溶剂中的溶解度变差，导致其不能够用核磁、凝胶渗透色谱(两者均需在溶液状态下进行测试)来进行表征，而小分子引发剂聚合所得产物则能够用传统的聚合物表征方法来进行表征。由于小分子引发剂引发所得的产物只用于辅助体系平衡及表面引发产物的聚合物信息的测定，而不作为最终产物，故而称作“牺牲”引发剂。
本发明还公开了一种合成上述所述纳米复合材料的方法，其包括以下步骤：
1)制备介孔纳米二氧化硅原子转移自由基表面引发剂SiO2-Br：
a)制备硅烷偶联剂改性的纳米二氧化硅：将介孔纳米二氧化硅分散于甲苯中，然后在真空条件并在惰性气体保护下加入3-氨基丙基三乙氧基硅烷反应，即获得硅烷偶联剂改性的纳米二氧化硅；
b)制备溴引发剂功能化的SiO2：将a)中的硅烷偶联剂改性纳米二氧化硅和甲苯加入到反应器中，在无氧条件下，先加入三乙胺，再加入2-溴异丁酰溴反应，即获得溴引发剂功能化的SiO2，即介孔纳米二氧化硅原子转移自由基表面引发剂SiO2-Br；
2)制备牺牲引发剂2-(三甲基甲硅烷基)乙基-2-溴-2-甲基丙酸酯：将2-(三甲基甲硅烷基)乙醇，无水二氯甲烷，以及三乙胺加入到反应容器中，然后加入2-溴异丁酰溴进行反应即得含三甲基甲硅基TMS标签的牺牲引发剂2-(三甲基甲硅烷基)乙基-2-溴-2-甲基丙酸酯；
3)制备离子液体单体：将(p-乙烯苄基)-三甲基氯化铵加入到反应容器中，再加入氟硼酸钠和乙腈进行反应即获得离子液体单体(p-乙烯苄基)-三甲基四氟硼酸铵；
4)制备介孔纳米硅-聚(p-乙烯苄基)-三甲基四氟硼酸铵纳米复合材料：将步骤1)中所述表面引发剂SiO2-Br用N，N-二甲基甲酰胺溶解获得组分A；在惰性气体保护下，将步骤3)中所述离子液体单体(p-乙烯苄基)-三甲基四氟硼酸铵[VBTMA][BF4]和氯化亚铜混合，并溶解于1,1,4,7,7-五甲基二亚乙基三胺中获得组分B；所述组分B加入到所述组分A中，然后加入步骤2)所述的牺牲引发剂2-(三甲基甲硅烷基)乙基-2-溴-2-甲基丙酸酯进行反应，即获得介孔纳米硅-聚(p-乙烯苄基)-三甲基四氟硼酸铵纳米复合材料。
优选地，步骤1)的a)中，所述的介孔纳米二氧化硅的比表面积为336m2g-1。
优选地，步骤1)的a)中，所述的介孔纳米二氧化硅的孔容为1.282cm3g-1。
优选地，步骤1)的a)中，所述的介孔纳米二氧化硅的孔道尺寸为7.63nm。
步骤1)的a)中反应在真空条件和惰性气体保护下进行，反应可以采用现有技术中的油浴回流方式进行。本发明中所述的惰性气体选自高纯氮，其浓度超过99.995％。
步骤1)的a)中反应结束后还包括对产物进行后处理的步骤，所述的后处理步骤按照现有技术中常用后处理步骤即可。具体地，包括离心分离、去除上层溶剂，洗涤和真空干燥步骤。本发明中所述的甲苯为溶剂。
优选地，步骤1)的a)中，所述介孔纳米二氧化硅与所述3-氨基丙基三乙氧基硅烷的质量比为1:1～3。所述的洗涤处理中的洗涤剂选自甲苯、二氯甲烷和丙酮中的一种或多种；所述的真空干燥温度为30～40℃。
优选地，步骤1)的b)中，按质量计，硅烷偶联剂改性纳米二氧化硅：三乙胺：2-溴异丁酰溴为1：0.5～1.5：0.43～2.16。步骤1)的b)中还包括后处理步骤，所述的后处理步骤包括离心分离出沉淀，并对沉淀进行洗涤，以除去副产物季胺盐，并干燥；所述洗涤处理中的洗涤剂为甲苯和丙酮与水的混合液，先用甲苯洗涤，然后用丙酮与水的混合液洗涤，其中丙酮与水的体积比为4：1。优选地，所述干燥处理采用真空干燥处理，干燥温度为40～50℃。
优选地，步骤2)中，按质量计，2-(三甲基甲硅烷基)乙醇：2-溴异丁酰溴为1：1～3。
步骤2)中反应结束后还包括后处理步骤，所述后处理为对反应产物过滤除盐，并洗涤获得有机相，有机相干燥后进行旋蒸除去溶剂二氯甲烷。本发明中所述的牺牲引发剂2-(三甲基甲硅烷基)乙基-2-溴-2-甲基丙酸酯的缩写为TMS-EBMP。所述的洗涤处理中的洗涤剂依次使用1mol L-1的HCl，1mol L-1的NaHCO3和去离子水洗涤。
优选地，步骤3)中所述(p-乙烯苄基)-三甲基氯化铵与所述氟硼酸钠的摩尔比为1：1～3。步骤3)中所述的乙腈为溶剂。
步骤3)中反应会形成白色沉淀，在反应结束后，过滤掉白色沉淀，对滤液减压蒸馏，沉淀后所得白色晶体即为产物(p-乙烯苄基)-三甲基四氟硼酸铵。最好将产物储存在冰箱内。优选地，产物不含有氯化物。
优选地，步骤4)中，(p-乙烯苄基)-三甲基四氟硼酸铵、表面引发剂SiO2-Br、CuCl、牺牲引发剂2-(三甲基甲硅烷基)乙基-2-溴-2-甲基丙酸酯和1,1,4,7,7-五甲基二亚乙基三胺的摩尔比为100～50：1：1～1.5：0.05～0.1：1～1.5。
步骤4)中组分B的制备过程中，可以采用微量进样器加入1,1,4,7,7-五甲基二亚乙基三胺；用去氧的注射器将组分B加入到组分A中；用微量进样器加入牺牲引发剂TMS-EBMP。步骤4)反应结束后还包括对产物进行的后处理，所述后处理步骤为离心获得沉淀物，对所述沉淀物用DMF清洗以去除物理吸附的聚合物链，然后用N，N-二甲基甲酰胺DMF在索氏提取器中进一步提取，并干燥，即获得介孔纳米硅-聚(p-乙烯苄基)-三甲基四氟硼酸铵纳米复合材料。
优选地，步骤1)的a)中，所述反应的反应温度为80～120℃，反应时间为12～24小时；步骤1)的b)中，所述反应的反应温度为0～30℃。
优选地，所述步骤2)中，所述反应的反应温度为0～30℃；步骤3)中反应的反应温度为20～40℃；步骤4)中反应的反应温度为80～120℃。
本发明中所述的CuCl为催化剂，所述1,1,4,7,7-五甲基二亚乙基三胺为配体。
本发明的纳米复合材料为有机-无机纳米复合材料介孔纳米硅-聚(p-乙烯苄基)-三甲基四氟硼酸铵。
本发明还公开了一种如上述所述纳米复合材料在CO2气体的快速可逆吸附领域的应用。
本发明中所述的有机-无机纳米复合材料介孔纳米硅-聚(p-乙烯苄基)-三甲基四氟硼酸铵的合成路线图如图1所示。
与现有的有机-无机纳米复合材料及其制备技术相比，本发明具有的有益效果在于：
1.采用“活性”/可控的表面引发原子转移自由基聚合技术合成，该方法可以在温和条件下进行，产物收率高，相比较于一般自由基法，具有更温和的反应温度并且反应产物的结构更加明确。相比较于阴离子等聚合法，具有更少的副反应和更加温和的反应条件，对反应单体、溶剂等一系列反应物的要求相对低得多；
2.本发明在苯的衍生物溶剂中进行偶联反应可以提高纳米二氧化硅表面的接入点，纳米二氧化硅表面改性后，由亲水变成亲油，从而经过超声后能与单体更好得分散，解决了二氧化硅纳米粒子的团聚和有机-无机界面结合力弱的难题，可广泛用于聚合物的无机改性；
3.本发明中采用“牺牲”引发剂法“监测”溶液中聚合物的分子量，由于体系中的表面引发剂和小分子的牺牲引发剂均可引发ATRP聚合，故而单体在两种引发剂上同时进行聚合，且根据前人的工作经验，接枝在表面引发剂上的聚合物的分子量基本和溶液中的均聚物的分子量一致，而后者的表征方法比较简单，故而可以采用向体系中添加“牺牲”引发剂的方法，从而可以很好的反映无机物表面聚合物的分子量等信息；
4.本发明中制备的复合材料具有较好的CO2吸附性能，有望成为一种低压下吸附CO2的优良材料。
综上，本发明设计合成了一种具有高CO2吸附性能的有机-无机纳米复合材料。所合成的复合材料因含有介孔纳米二氧化硅硅内核，将表现出高CO2吸附性，同时存在的聚离子液体壳层具有一定的CO2吸附性能、高选择性和快速吸脱附循环，使得这纳米复合材料可用于低压下选择性地快速吸脱附环境中的CO2气体。其克服了现有技术中有关有机-无机纳米复合材料及其制备方法的各种缺点，具有创造性价值。
附图说明
图1为本发明中所述的有机-无机纳米复合材料介孔纳米硅-聚(p-乙烯苄基)-三甲基四氟硼酸铵的合成路线图；
图2为本发明实施例1中制备的纳米复合材料的投射电镜图TEM；
图3为采用表面元素分析XPS对实施例1中溴引发剂功能化的SiO2的表面元素分析图；
图4为采用表面元素分析XPS对实施例1中纳米复合材料的表面元素分析图；
图5中a)为实施例1中溴引发剂功能化的SiO2的红外谱图，b)为实施例1中纳米复合材料的红外谱图；
图6为实施例1中的纳米复合材料对CO2的吸附曲线。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
实施例1
本实施例中的有机-无机纳米复合材料通过以下步骤制备获得：
1)制备介孔纳米二氧化硅原子转移自由基表面引发剂：
a)首先在反应器中按质量比加入1份介孔纳米二氧化硅，用甲苯溶解，超声分散，封口后对反应器抽真空并通高纯氮气，在高纯氮气保护下加入1份3-氨基丙基三甲氧基硅烷，油浴中80℃回流反应12小时；产物离心分离，倾去上层溶剂，依次用甲苯和丙酮超声洗涤，除去吸附的硅烷偶联剂，45℃下真空干燥即获得硅烷偶联剂改性的纳米二氧化硅。
b)按质量比将1份硅烷偶联剂改性的纳米二氧化硅加入到反应器中，用甲苯溶解，超声分散，封口后对反应器抽真空并通高纯氮气，在高纯氮气保护下用去氧气的注射器加入0.5份三乙胺，开动搅拌，再用去氧气的注射器逐滴缓慢注入0.43份2-溴异丁酰溴，反应在0℃进行，体系颜色逐渐加深最后呈现橙黄色。反应15小时后离心分离，对沉淀分别以甲苯及丙酮和水的混合液进行洗涤，其中丙酮：水的体积比为4:1，以除去副产物季胺盐，最后分离得到的产物在45℃下真空干燥，得到浅黄色的纳米二氧化硅原子转移自由基表面引发剂SiO2-Br。
2)制备牺牲引发剂：按摩尔比将1份2-(三甲基甲硅烷基)乙醇和3份三乙胺加入到反应容器中，用无水二氯甲烷溶解，逐滴加入1份2-溴异丁酰溴，在0℃下反应15小时。反应产物过滤除盐，然后洗涤，有机相用无水硫酸镁干燥过夜，过滤之后旋蒸除去溶剂二氯甲烷，即可得到含三甲基甲硅基(TMS)标签的牺牲引发剂2-(三甲基甲硅烷基)乙基-2-溴-2-甲基丙酸酯(TMS-EBMP)。
3)制备离子液体单体：按摩尔比将1份(p-乙烯苄基)-三甲基氯化铵加入到反应容器中，再加入1份氟硼酸钠，用乙腈溶解。混合物在20℃下反应12小时，盐逐步溶解，形成白色沉淀。过滤出白色沉淀，滤液减压蒸馏，粗产物用乙醚沉淀后，收集白色结晶，25℃下真空干燥即得产物，产物(p-乙烯苄基)-三甲基四氟硼酸铵储存在冰箱内。用硝酸银溶液检验表明无氯化物存在。
4)制备介孔纳米硅-聚(p-乙烯苄基)-三甲基四氟硼酸铵纳米复合材料：按摩尔比将1份表面引发剂SiO2-Br放入干燥的到反应容器中，用N，N-二甲基甲酰胺溶解，对反应器抽真空并通高纯氮气，备用；将50份离子液体单体(p-乙烯苄基)-三甲基四氟硼酸铵、1份氯化亚铜(CuCl)加入到另一个反应器中，用N，N-二甲基甲酰胺(DMF)溶解，在氮气保护下用微量进样器将1份1,1,4,7,7-五甲基二亚乙基三胺加入此混合体系中，85℃下搅拌10分钟使之溶解均匀，然后在惰性气体保护下用去氧注射器将溶液转移到装有表面引发剂的烧瓶中，再用微量进样器加入牺牲引发剂0.05份TMS-EBMP，80℃下反应3小时，反应结束后反应溶液离心，沉淀用DMF淋洗以去除物理吸附的聚合物链，接着用DMF在索氏提取器中提取，65℃下真空干燥，即获得介孔纳米硅-聚(p-乙烯苄基)-三甲基四氟硼酸铵纳米复合材料。
本实施例中通过牺牲引发剂法测出所得复合材料表面聚合物的分子量Mn,NMR为4740。
图2为本发明实施例1中制备的纳米复合材料的投射电镜图TEM；由图2可以看出，纳米二氧化硅表面覆盖有一层聚合物，颜色较浅的部分即为聚合物层。
图3为采用表面元素分析XPS对实施例1中溴引发剂功能化的SiO2的表面元素分析图；
图4为采用表面元素分析XPS对实施例1中纳米复合材料的表面元素分析图；
由图3和图4可以看出，接枝聚合物之后，纳米复合材料的表面出现了聚合物特有的B和F元素，并且N，C元素的比例也有所增加，而Si和O元素的比例则大大降低，表明复合材料的表面为聚合物。
图5中a)为实施例1中溴引发剂功能化的SiO2的红外谱图，b)为实施例1中纳米复合材料的红外谱图；由图5可以看出，相比于溴引发剂功能化的SiO2，纳米复合材料红外谱图最明显的不同在于其1030cm-1处的特征吸收峰，这是由有机物中B-F的伸缩振动引起的，这一点也证明了有机部分的成功引入。此外，纳米复合材料的红外谱图中没有观察到C＝C的特征吸收峰，表明单体聚合完全，即纳米复合材料合成成功。
图6为实施例1中的纳米复合材料对CO2的吸附曲线。采用动态吸附法在30℃下对纳米复合材料的CO2吸附性能进行测试。由图6可以看出，纳米复合材料在很短的时间内，约为6min，即可达到吸附平衡，之后吸附量基本保持不变。达到吸附平衡后，其吸附量为0.4025mmol/g；其中纳米复合材料中聚合物的比例通过热重实验测定，为42.8wt％,若只考虑其中聚合物的吸附性能为0.425*42.8％＝0.1819mmol/g，根据前人的研究工作Tang J.B.,Tang H.D.,Sun W.L.,Radosz M.,Shen Y.Q.Low-pressure CO2sorption in ammonium-based poly(ionic liquid)s[J].Polymer,2005,46(26):12460-12467，其吸附量只有0.1663mmol/g，两者的差值即为核层介孔硅及有机-无机相界面上所产生的吸附量。表明介孔核层的引入确实提高了聚合物的CO2吸附性能。
实施例2
本实施例中有机-无机纳米复合材料通过以下步骤与实施例1中有以下不同，其余均相同：
步骤1)的步骤a)中3-氨基丙基三甲氧基硅烷为3份，b)中三乙胺为1.5份、2-溴异丁酰溴为2.16份；
步骤2)2-溴异丁酰溴为3份；
步骤3)氟硼酸钠为3份；
步骤4)CuCl为1.5份，1,1,4,7,7-五甲基二亚乙基三胺为1.5份，TMS-EBMP为0.1份，离子液体单体(p-乙烯苄基)-三甲基四氟硼酸铵为100份。
本实施例中通过牺牲引发剂法测出所得复合材料表面聚合物的分子量Mn,NMR为8160。
实施例3
本实施例中有机-无机纳米复合材料通过以下步骤与实施例1中有以下不同，其余均相同：
步骤1)的a)中反应温度为120℃、回流时间为24小时，步骤b)中反应温度为30℃和反应时间为30小时；
步骤2)中反应温度为30℃和反应时间为30小时；
步骤3)中反应温度为30℃和反应时间为24小时；
步骤4)反应温度为85℃和反应时间为12小时。
本实施例中通过牺牲引发剂法测出所得复合材料表面聚合物的分子量Mn,NMR为6581。
实施例4
本实施例中有机-无机纳米复合材料通过以下步骤与实施例1中有以下不同，其余均相同：
步骤1)中a)中反应温度为120℃、回流时间为24小时，b)中反应温度为30℃和反应时间为30小时；
步骤2)中反应温度为30℃和反应时间为30小时；
步骤3)中反应温度为30℃和反应时间为24小时；
步骤4)中反应温度为85℃和反应时间为12小时。
本实施例中通过牺牲引发剂法测出所得复合材料表面聚合物的分子量Mn,NMR为12895。
实施例5
本实施例中有机-无机纳米复合材料通过以下步骤如下：
步骤1)同实施例4中的1)；
步骤2)同实施例4中的2)；
步骤3)同实施例4中的3)；
步骤4)除反应时间为9小时外，其它同实施例4中的4)。
本实施例中通过牺牲引发剂法测出所得复合材料表面聚合物的分子量Mn,NMR为10790。
实施例6
本实施例中有机-无机纳米复合材料通过以下步骤如下：
步骤1)同实施例4中的1)；
步骤2)同实施例4中的2)；
步骤3)同实施例4中的3)；
步骤4)除TMS-EBMP为0.05份外，其它同实施例4中的4)。
本实施例中通过牺牲引发剂法测出所得复合材料表面聚合物的分子量Mn,NMR为12632。
以上所述，仅是本发明的较佳实施实例而已，并非对本发明的技术方案作任何形式上的限制。凡是依据本发明的技术实质对以上实施实例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均落入本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种纳米复合材料，其特征在于，所述的纳米复合材料为季铵盐聚离子液体包裹的介孔纳米硅，所述季铵盐聚离子液体为聚(p-乙烯苄基)-三甲基四氟硼酸铵，所述纳米复合材料的化学结构式如下：
其中，A代表介孔纳米硅球，n为聚(p-乙烯苄基)-三甲基四氟硼酸铵P[VBTMA][BF4]的聚合度，n＝17～51，Mn,NMR为4740～13684。
2.一种合成如权利要求1所述纳米复合材料的方法，其包括以下步骤：
1)制备介孔纳米二氧化硅原子转移自由基表面引发剂SiO2-Br：
a)制备硅烷偶联剂改性的纳米二氧化硅：将介孔纳米二氧化硅分散于甲苯中，然后在真空条件并在惰性气体保护下加入3-氨基丙基三乙氧基硅烷反应，即获得硅烷偶联剂改性的纳米二氧化硅；
b)制备溴引发剂功能化的SiO2：将a)中的硅烷偶联剂改性纳米二氧化硅和甲苯加入到反应器中，在无氧条件下，先加入三乙胺，再加入2-溴异丁酰溴反应，即获得溴引发剂功能化的SiO2，即介孔纳米二氧化硅原子转移自由基表面引发剂SiO2-Br；
2)制备牺牲引发剂2-(三甲基甲硅烷基)乙基-2-溴-2-甲基丙酸酯：将2-(三甲基甲硅烷基)乙醇，无水二氯甲烷，以及三乙胺加入到反应容器中，然后加入2-溴异丁酰溴进行反应即得含三甲基甲硅基TMS标签的牺牲引发剂2-(三甲基甲硅烷基)乙基-2-溴-2-甲基丙酸酯；
3)制备离子液体单体：将(p-乙烯苄基)-三甲基氯化铵加入到反应容器中，再加入氟硼酸钠和乙腈进行反应即获得离子液体单体(p-乙烯苄基)-三甲基四氟硼酸铵；
4)制备介孔纳米硅-聚(p-乙烯苄基)-三甲基四氟硼酸铵纳米复合材料：将步骤1)中所述表面引发剂SiO2-Br用N，N-二甲基甲酰胺溶解获得组分A；在惰性气体保护下，将步骤3)中所述离子液体单体(p-乙烯苄基)-三甲基四氟硼酸铵和氯化亚铜混合，并溶解于1,1,4,7,7-五甲基二亚乙基三胺中获得组分B；所述组分B加入到所述组分A中，然后加入步骤2)所述的牺牲引发剂2-(三甲基甲硅烷基)乙基-2-溴-2-甲基丙酸酯进行反应，即获得介孔纳米硅-聚(p-乙烯苄基)-三甲基四氟硼酸铵纳米复合材料。
3.如权利要求2所述方法，其特征在于，步骤1)的a)中，所述的介孔纳米二氧化硅的比表面积为336m2g-1。
4.如权利要求2所述方法，其特征在于，步骤1)的a)中，所述介孔纳米二氧化硅与所述3-氨基丙基三乙氧基硅烷的质量比为1:1～3。
5.如权利要求2所述方法，其特征在于，步骤1)的b)中，按质量计，硅烷偶联剂改性纳米二氧化硅：三乙胺：2-溴异丁酰溴为1：0.5～1.5：0.43～2.16。
6.如权利要求2所述方法，其特征在于，步骤2)中，按质量计，2-(三甲基甲硅烷基)乙醇：2-溴异丁酰溴为1：1～3。
7.如权利要求2所述方法，其特征在于，步骤3)中所述(p-乙烯苄基)-三甲基氯化铵与所述氟硼酸钠的摩尔比为1：1～3。
8.如权利要求2所述方法，其特征在于，步骤4)中，(p-乙烯苄基)-三甲基四氟硼酸铵、表面引发剂SiO2-Br、CuCl、牺牲引发剂2-(三甲基甲硅烷基)乙基-2-溴-2-甲基丙酸酯和1,1,4,7,7-五甲基二亚乙基三胺的摩尔比为100～50：1：1～1.5：0.05～0.1：1～1.5。
9.如权利要求2所述方法，其特征在于，步骤1)的a)中，所述反应的反应温度为80～120℃，反应时间为12～24小时；步骤1)的b)中，所述反应的反应温度为0～30℃；所述步骤2)中，所述反应的反应温度为0～30℃；步骤3)中反应的反应温度为20～40℃；步骤4)中反应的反应温度为80～120℃。
10.如权利要求1所述纳米复合材料在CO2气体的快速可逆吸附领域的应用。
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