加热方式对离子液体溶解纤维素过程的影响分析

本文采用1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐([Amim]Cl)离子液体对竹纤维素桨粕进行溶解,故需先合成[Amim]Cl离子液体。采用油浴和水浴两种加热办法在相同温度下用[Amim]Cl离子液体去溶解竹纤维素桨粕,比较竹纤维素桨粕在[Amim]Cl离子液体中的溶解速率及溶解度。用去离子水将溶解后的竹纤维素桨粕进行再生,使用红外光谱比较再生前后竹纤维素桨粕的官能团。实验结果显示,油浴加热时竹纤维素桨粕溶解速率及溶解度要高于水浴加热时溶解速率及溶解度。通过红外表征分析得到溶解前后的竹纤维素在官能团上没有发生变化,说明该过程为物理变化。     

胶原在两种离子液体[BMIM]Cl和[BMIM]Ac中的溶解及再生结构比较

采用离子交换法, 以1-丁基-3-甲基氯代咪唑([BMIM]Cl)为原料合成了咪唑醋酸盐型离子液体([BMIM]Ac), 以两者为溶剂研究了胶原纤维在咪唑类离子液体中的溶解行为及再生前后的结构与热稳定性变化。结果表明, 胶原纤维在CH₃COO^-和Cl^-型离子液体中均能溶解, 但具有明显不同的溶解特性。相对[BMIM]Cl的溶解性能而言, [BMIM]Ac能够在较低的温度下获得高浓度和良好流动性的胶原溶液, 而且再生胶原的三股螺旋结构保留度更高。FTIR、UV、XRD、CD、TG分析结果表明, 胶原在咪唑离子液体中溶解前后其化学结构未发生明显变化, 而三股螺旋的保留度和热稳定性略有降低。     

离子液体[bmim]Cl对甘蔗渣中纤维素的溶解与再生

研究了利用离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氯盐([bmim]Cl)对甘蔗渣中的纤维素直接溶解并再生,考察了温度、NaOH浓度以及溶解时间对溶解率的影响,同时分别通过FT-IR、X射线衍射及热失重对再生纤维素的结构、结晶性及热性能进行了研究。实验表明:温度80℃、NaOH浓度为1%、溶解时间为1.5 h时,离子液体[bmim]Cl对甘蔗渣有最好的溶解性,溶解率可达到48%。离子液体主要溶解甘蔗渣中的纤维素,且为非衍生化的直接溶解,再生后的纤维素结晶形态由纤维素Ⅰ变为Ⅱ,热稳定性能同纯纤维素相比有所降低。     

阳离子絮凝剂在纤维素/离子液体中的均相合成

纤维素在离子液体中有良好的溶解性能形成均相体系,文中制备了1-烯丙基-3-甲基氯代咪唑[Amim]Cl离子液体,与丙烯酰胺进行接枝共聚合及阳离子化,合成不同聚合度的纤维素阳离子絮凝剂,并与LiCl/DMAc体系进行比较,探讨其絮凝性能.结果显示:纤维素在[Amim]Cl中溶解性能良好、接枝共聚反应活性较好;纤维素聚合度...     

废旧涤棉面料组分溶解分离研究

采用离子液体[Amim]Cl对废旧涤棉混纺面料中含棉成分进行溶解回收。通过正交试验法,研究了温度、[Amim]Cl质量分数、时间、溶质与溶剂比例等因素对溶解过程的影响,得到优化的溶解工艺条件,同时研究了溶剂对涤纶的影响。结果表明:处理后的面料中接近99.2%的棉纤维被溶解,而涤纶没有明显损伤。影响棉纤维溶解效果因素的主次关系依次为:溶解温度,溶解时间,[Amim]Cl质量分数,溶质与溶剂质量比。优化的溶解工艺参数为:溶解温度95℃,溶解时间5 h,[Amim]Cl质量分数99%,溶质与溶剂质量比0.2∶3.5。红外分析表明:溶解处理的样品中棉的特征峰基本消失。     

离子液体[Amim]Cl中3-溴-4-羟基苯甲醛的水解反应研究

研究了3-溴-4-羟基苯甲醛在离子液体氯化烯丙基-3-甲基咪唑([Amim]Cl)中的水解反应,考察了反应温度、反应时间以及氢氧化钠、[Amim]Cl和催化剂的用量等对水解反应的影响,确定了水解反应的优化条件为:反应温度100℃,反应时间2h,催化剂用量为6.4g/mol反应物,[Amim]Cl用量为1.2L/mol反应物,氢氧化钠用量为2mol/mol反应物,水解反应产率83.6%,产品纯度达99.4%。离子液体[Amim]Cl回收简单,可以重复使用10次。     

纤维素在离子液体中的溶解特性研究

测定了纤维素在不同结构的离子液体——1-烯丙基-3-甲基咪唑氯化物([AMIM]Cl)和1-丁基-3-甲基咪唑氯化物([BMIM]Cl)中的溶解度和溶解速率。结果发现:相同条件下,纤维素在[AMIM]Cl中具有较大的溶解度和较快的溶解速率;随着纤维素聚合度的增大,相同条件下,纤维素在离子液体中的溶解度降低。进一步通过WXRD、FT-IR、13C NMR和黏度法分析了溶解前后纤维素的化学结构、结晶结构和聚合度,结果表明:纤维素在离子液体中的溶解属于直接溶解,纤维素经离子液体溶解和再生后,晶型由纤维素I转变为纤维素II;溶解时间和温度对再生纤维素的聚合度有较大的影响,随着溶解时间的延长和溶解温度的提高,再生纤维素聚合度降低。     

离子液体对丝素蛋白溶解性能的影响

合成了一系列碱性离子液体,其中离子液体1-丁基-3-甲基咪唑乙酸盐([Bmim]AC)对丝素蛋白具有良好的溶解性能。考察了丝素蛋白在该离子液体中的溶解特性及在离子液体中的溶解温度和溶解时间,结果表明,在75℃下,溶解840 min,该离子液体对丝素蛋白的溶解能力达到15%(质量分数)。XRD和FTIR分析表明,再生丝素蛋白的构象以α-螺旋为主,丝素蛋白在溶解过程中没有发生衍生化。因此,[Bmim]AC离子液体是丝素蛋白的优良溶剂。     

离子液体([bmim]Cl)促进下醛基香豆素的Reformatsky反应

在离子液体氯化1-丁基-3-甲基咪唑([bmim]Cl)存在下,Zn粉活化的α-溴代苯乙酮类化合物与6-甲基-4-醛基香豆素发生Reformatsky反应,合成出三种香豆素取代的β-羟基酮类化合物。通过IR和1 H NMR对所合成的化合物进行了结构表征。实验结果表明,离子液体[bmim]Cl能够促进溴代苯乙酮与醛基香豆素的Reformatsky反应,并以较高产率得到香豆素取代的β-羟基酮类化合物。离子液体[bmim]Cl经处理后可循环利用,并且效率较高。     

汉麻纤维离子液体溶解性研究

为探究汉麻纤维在离子液体中溶解工艺,实现汉麻纤维完全溶解,分别讨论了汉麻纤维于65~95℃在[BMIM]Cl和[AMIM]Cl两种离子液体中溶解情况,并制备再生纤维素膜。通过红外光谱(FT-IR)、X-射线衍射分析(XRD)和热重分析等方法分析得出预处理能提高汉麻纤维溶解性,且随离子液体温度升高,溶解速率加快;汉麻纤维在两种离子液体中溶解及再生后,热稳定性均有所降低,且表现出纤维素Ⅱ的特性,结晶度降低。     

蔗渣纤维素在离子液体中的溶解与再生

以蔗渣纤维素为原料,在1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐([Amim]Cl)离子液体中,制备出蔗渣纤维素再生膜。通过偏光显微镜观察了蔗渣纤维素的溶解过程,采用红外光谱、扫描电镜、X射线衍射、热重及力学性能等分析测试手段,对蔗渣纤维素及再生膜进行表征,结果表明:未经活化的蔗渣纤维素可快速、直接溶解在离子液体中,再生前后蔗渣纤维素发生了从纤维素Ⅰ到纤维素Ⅱ的晶型转变,蔗渣纤维素再生膜具有致密的结构,热力学稳定性达到292℃,拉伸强度高达144MPa。     

两种咪唑类离子液体对杉木粉的溶解性能

合成了氯化1-（2-羟乙基）-3-甲基咪唑（［HeMIM］Cl）和氯化1-烯丙基-3-甲基咪唑（［AMIM］Cl）两种离子液体,并用红外和核磁谱图对其结构进行表征。以不同浓度的NaOH对杉木粉进行活化预处理,比较了这两种离子液体对活化后的杉木粉的溶解能力,并用红外光谱和X射线衍射分析了溶解前和溶解后杉木粉的化学结构与结晶结构的变化。结果表明,两种离子液体对木材中的纤维素表现出一定的溶解能力,且［HeMIM］Cl对杉木粉的溶解能力优于［AMIM］Cl,当选用浓度为25％的NaOH对杉木粉进行活化时,溶解性能最佳,且溶解后再生纤维素的结晶度变低。     

离子液体对乙腈-水共沸物系汽液平衡的影响

选择离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氯盐（Bmin[Cl]）作为分离乙腈-水共沸物系的溶剂。在0.101MPa下测定了在离子液体Bmin[Cl]含量为10%、20%和30%时乙腈-水物系的汽液平衡数据。实验结果表明,离子液体Bmin[Cl] 可以提高乙腈对水的相对挥发度,离子液体Bmin[Cl]含量在20%以上时可以消除乙腈-水物系的共沸点。离子液体Bmin[Cl]可以用作分离乙腈-水物系的萃取剂。用改进的Furter方程对数据进行了关联,得到了离子液体Bmin[Cl]对乙腈-水物系的盐效应参数。     

浆粕性质对纤维素/[Bmim]Cl纺丝原液性能的影响

选用棉浆和木浆3种纤维素浆粕为原料,以离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氯盐([Bmim] Cl)为溶剂,探讨了浆粕的聚合度(DP)和α-纤维素含量对其在[Bmim] Cl中的溶解情况、纺丝液的流变行为及其纤维性能的影响.结果表明:浆粕的DP和α-纤维素含量越高,其在[Bmim] Cl中完全溶解所需时间就越长;相对于α-纤...     

纤维素塑料薄膜在离子液体中的制备及性能研究

采用聚合度为454的樟子松木质纤维素,通过使其在离子液体[BMIM]Cl中溶解来制备纤维素塑料薄膜。利用傅里叶红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)及热重分析(TG)等测试手段对木质纤维素及纤维素塑料薄膜的结构及性能进行表征。结果表明:经过离子液体溶解再生后,木质纤维素的化学结构没有发生衍生化反应,结晶结构由Ⅰ型变为Ⅱ型,结晶度下降;纤维素塑料薄膜表面光滑致密,热稳定性较木质纤维素有所降低,但是热残留率较高。     

低黏度离子液体对燃料油中碱性氮化物的脱除作用

合成了低黏度离子液体[Amim]Cl/ZnCl_2,并将其作为萃取剂对页岩油柴油中的碱性氮化物进行萃取脱除实验。考察不同温度、剂油质量比、时间下离子液体的脱氮效果。结果表明,反应温度为30℃,剂油质量比为1∶7,反应时间为20 min和沉降时间为2 h下,[Amim]Cl/ZnCl_2的脱氮率可达86%,且经过4次重复试验后仍能达到53%。     

纤维素均相接枝丙烯酸制备球形吸附剂的研究

分别以离子液体1-烯丙基-3-甲基氯代咪唑([Amim]Cl)与氢氧化钠/尿素水溶液为反应介质,采用丙烯酸单体,过硫酸铵为引发剂,N,N’-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,利用接枝共聚方法合成纤维素-丙烯酸接枝共聚物。以轻液体石蜡为分散相,经反相悬浮过程将接枝物球化,考察了分散剂用量、油水比、转速对成球的影响,确定了较合理的反相悬浮球化条件。采用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、透射电子显微镜(TEM)对纤维素吸附剂进行了表征。探讨了聚合物微球对金属离子的吸附性能。结果表明,聚合物微球对Cu2+离子有较好的吸附效果,吸附量分别为230.8 mg/g([Amim]Cl体系)与241.9 mg/g(氢氧化钠/尿素水溶液体系),具有良好的再生能力,且[Amim]Cl体系中制备的吸附剂具有较高的成球得率。     

两种咪唑型离子液体对纤维素的溶解及纺丝性能的比较

以1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐（[EMIM]Ac）和1-丁基-3-甲基咪唑氯盐（[BMIM]CI）两种咪唑型离子液体为溶剂,研究比较了它们对纤维素的溶解性能及其溶液的纺丝加工性能。结果发现：两种离子液体均能在一定条件下溶解纤维素,但[EMIM]Ac较[BMIM]Cl对纤维素具有更低的溶解温度和更快的溶解速率。从流变分析还发现：纤维素/[EMIM]Ac溶液与纤维素/[BMIMCl溶液均为切力变稀流体,相同条件下纤维素/[EMIM]Ac溶液的黏度远低于纤维素/[BMIM]Cl溶液,使其可在相对低的温度下纺丝。此外,GPC分析结果表明：纤维素在用[EMIM]Ac溶解及纺丝过程中降解程度较小,而用[BMIM]Cl进行溶解纺丝时,降解作用则较明显。对纤维结构与力学性能的分析结果进一步表明：与相同喷头拉伸比下制得的[EMIM]Ac法再生纤维素纤维相比,[BMIM]Cl法再生纤维素纤维的聚集态结构相对较完善,结晶度与取向度更高些,从而使其力学性能也相对较好。     

不同溶解方法制备的纤维素/[BMIM]Cl纺丝液的性能比较

以离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氯盐([BMIM]Cl)为溶剂,分别采用直接溶解法和间接溶解法(即在含水[BMIM]Cl中溶胀后再减压蒸馏去除多余的水使之溶解)制备了纤维素/[BMIM]Cl纺丝液,系统地比较了这两种纺丝液的流变行为及可纺性。结果表明:相同条件下,直接溶解法制备的纤维素/[BMIM]Cl纺丝液的表观黏度最大,而间接溶解法制得的纺丝液的表观黏度随着溶胀时[BMIM]Cl的初始含水率的增加而下降。与直接溶解法相比,间接溶解法制得的纺丝液溶解均匀、流动性能好、纺丝过程中断头次数少、可纺性能提高,所得到的再生纤维素纤维具有更好的力学性能。     

离子液体-水体系的相平衡

通过对1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([bmim][PF4])离子液体 水体系相平衡及NaCl、NaBF4和氯化1-丁基-3-甲基咪唑([bmim]Cl)对离子液体 水体系相平衡的影响进行了研究,结果表明: 离子液体[bmim][BF4] H2O二元体系具有典型的最高上临界溶解温度(UCST)行为,其最高上临界温度为5.3℃左右,临界组成为50%(水的质量分数); NaCl和NaBF4降低 [bmim][BF4] H2O体系的混溶性,而[bmim]Cl增加该体系的混溶性.由此得到一种简单定性地判断离子液体[bmim][BF4]中可能存在的杂质种类和水平的方法,并利用此结果可设计纯化该离子液体的绿色工艺.