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...     

马来酸酐改性纤维素衍生物的制备与性能

以1-烯丙基-3-甲基氯代咪唑〔AMIM〕Cl为离子液体,用4-二甲基氨基吡啶(DMAP)作催化剂,合成了马来酸酐改性纤维素衍生物新型纤维素材料。采用13C-NMR方法对衍生物进行了表征。将衍生物作为热塑弹性体添加在脲醛树脂胶中,在增强树脂胶性能方面表现出较好的效果。实验结果表明,催化剂DMAP的使用量为3%(催化剂与马来酸酐质量比),马来酸酐与微晶纤维素质量比为5∶1,100℃的条件下反应4h,合成了取代度为0.10的马来酸酐改性纤维素衍生物。将衍生物添加到脲醛树脂中,压制成的胶合板胶合强度达到1.28MPa,符合GB/T17657-1999中I类胶合板的强度要求。     

毛竹半纤维素在1-丁基-3-甲基咪唑型离子液体中的溶解性能

以毛竹半纤维素为模型物,测定了其在40～150℃温度时在Bmim[HOCH_2COO]、Bmim[H_2NCH_2COO]、Bmim[CH_3CHOHCOO]、Bmim[CH_2CHCOO]和Bmim[C_6H_5COO] 5种ILs中的溶解度,并比较被ILs溶解处理前后半纤维素的物理化学特性差异。随后借助1H NMR和13C NMR技术分析半纤维素在ILs中的溶解机理。结果表明:半纤维素的溶解度受温度和ILs的阴离子结构影响较大;半纤维素在Bmim[CH_3CHOHCOO]和Bmim[HOCH_2COO]中溶解度非常小,最大值只有0.56g/100g IL,而在Bmim[H_2NCH_2COO]和Bmim[CH_2CHCOO]中分别在110℃和130℃溶解度达到峰值3.17g/100g和4.02g/100g IL;在Bmim[H_2NCH_2COO]、Bmim[CH_2CHCOO]和Bmim[C_6H_5COO]中的溶解过程中半纤维素几乎不发生降解,骨架化学结构未发生改变;羧酸阴离子可能与半纤维素的羟基质子形成氢键,咪唑阳离子中C2-H酸性质子可能与半纤维素的羟基氧形成氢键,导致半纤维素分子间和分子内氢键破坏,从而使得半纤维素溶解;咪唑阳离子和羧酸阴离子共同促进半纤维素的溶解,但阴离子起主导作用。     

合成聚α-烯烃离子液体催化剂的研究

分别以氯化1-丁基-3-甲基咪唑([Bmim]Cl)、盐酸三乙胺([Et3NH]Cl)为阳离子,氯化锌和氯化铁为阴离子,合成酸性离子液体催化剂,用于1-己烯齐聚反应研究。结果表明,以[Bmim]Cl为阳离子、ZnCl2为阴离子,催化剂阴阳离子物质的量的比为1.5∶1,并加0.09 mL硫酸改性处理时,即形成[Bmim]Cl-ZnCl2-H2SO4酸性离子液体催化剂体系,此催化剂体系活性和选择性较好,且可循环使用。这为进一步工业化开发酸性离子液体催化合成聚α-烯烃合成油提供了基础数据。     

离子液体催化碳酸二甲酯合成醚

分别以氯化1-丁基-3-甲基咪唑([Bmim]Cl)、溴化1-丁基-3-甲基咪唑([Bmim]Br)、溴化1-乙基-3-甲基咪唑([Emim]Br)、1-丁基-3-甲基四氟硼酸盐([Bmim]BF_4)、氯化四丁基胺(Bu_4NCl)和溴化四丁基胺(Bu_4NBr)等离子液体为催化剂,考察其催化碳酸二甲酯(DMC)与不同酚的甲基化反应。结果表明,[Bmim]Cl是较好的催化剂。在酚、DMC和离子液体的物质的量之比为1:2:0.5,反应温度为150℃,反应时间为5 h时,目的产物原料酚O原子上的甲基化产物的收率可达90%以上,未发现C原子上的甲基化副产物生成,且反应后[Bmim]Cl的结构没有发生变化。     

离子液体预处理油料作物木质纤维素

选取了3种离子液体：氯化1-丁基-3-甲基咪唑([Bmim]Cl)、溴化1-丁基-3-甲基咪唑([Bmim]Br)以及氯化1-辛基-3-甲基咪唑([Omim]Cl),对油料作物木质纤维素部分：花生秸秆、花生壳以及油菜秸秆进行了预处理。对处理前后的物料进行了组分、酶解产糖以及结构分析。原料经酶解后,花生秸秆的产糖率最高(54.31%),且木质素含量最低,表明其更利于生物燃料的生产。3种离子液体中[Bmim]Cl预处理效果最好,产糖率最高可达85.43%(花生秸秆)。采用扫描电镜(SEM)和红外光谱(FT-IR)分析,花生秸秆表面最不完整,结构松散,结晶区域少。经离子液体处理后,所有物料均变得疏松多孔,表面粗糙,提高了物料的可及度。在此基础上,分析阴阳离子对于木质纤维素的溶解过程,发现氯离子和[Bmim]⁺对于纤维素的溶解影响最显著。     

SBA-15负载离子液体[Bmim]Im催化甘油解制备甘油二酯的研究

采用SBA-15负载碱性离子液体1-丁基-3-甲基咪唑咪唑盐([Bmim]Im),然后用于催化甘油解反应制备甘油二酯(Diacylglycerol,DAG)。XRD和FT-IR表征确认了[Bmim]Im已成功负载在SBA-15且并没有破坏其有序结构。甘油解反应单因素实验获得制备DAG的优化条件为:甘油三酯与甘油摩尔比2∶1,催化剂[Bmim]Im添加量8%,反应温度50℃,反应时间为12 h,所得DAG含量为24.3%。SBA-15-[Bmim]Im催化剂经过简单的过滤即可与产物分离,在制备DAG反应中的重复利用性有所提高。离子液体固定化减少了其在催化实验中的用量。     

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。     

H2O-CH2Cl2-[Bmim]BF4体系的液液相平衡测定及其关联

采用两步法合成了离子液体[Bmim]BF4,并利用红外光谱、核磁共振、元素分析等手段对所合成的产物进行表征和分析。利用浊点法测定了常压30℃下H2O-CH2Cl2-[Bmim]BF4体系的饱和溶解度曲线和密度曲线并进行了关联,还进一步采用浊点-密度法测定该体系的液液相平衡数据。由实验数结果可以看出:该体系上相以H2O为主,CH2Cl2、[Bmim]BF4的含量很少,下相则以[Bmim]BF4、CH2Cl2为主,H2O的含量很少;随着体系中CH2Cl2含量的增加上相中[Bmim]BF4的含量从0.1665下降到0.1032。由此可见在纯化离子液体[Bmim]BF4时适当地增加CH2Cl2的用量可以减少[Bmim]BF4的损失。采用Othmer-Tobias和Bancroft经验方程对液液相平衡数据进行关联,关联结果不理想;采用Othmer-Tobias经验方程+溶解度方程法对其关联,最大相对误差为4.43%,最大平均相对误差为3.03%,关联精度较高。     

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。     

[Bmim]PF6在甲醇和乙腈中的电导率和黏度研究

测定了298.15K条件下1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐离子液体（[Bmim]PF₆）在甲醇和乙腈中的电导率和黏度,讨论了[Bmim]PF₆/甲醇和[Bmim]PF₆/乙腈体系的溶液性质。结果表明,在0～0.3mol/L的浓度范围内,[Bmim]PF₆/甲醇和[Bmim]PF₆/乙腈体系的电导率随[Bmim]PF₆浓度的增加而增加,并且[Bmim]PF₆在甲醇中的电导率高于在乙腈中的电导率,说明[Bmim]PF₆在甲醇中更容易电离;[Bmim]PF₆/甲醇和[Bmim]PF₆/乙腈体系的摩尔电导率随浓度的增加而降低,采用Kohlrausch公式计算回归了[Bmim]PF₆在甲醇以及乙腈中的无限稀释摩尔电导率（∧_m^w）,其值分别为156.96和153.83s·cm²·mol^-1。由Jones-Dole方程计算回归了[Bmim]PF₆在甲醇和乙腈中黏度B系数,其值分别为0.36813和0.63248,表明[Bmim]PF₆在甲醇中的黏度小于在乙腈中的黏度,这与电导率实验的结果是一致的。     

纤维素与MBA接枝共聚物在离子液体中的制备

以N,N’-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为单体,过硫酸钾为引发剂,研究了MBA与纤维素在离子液体中的接枝共聚反应。通过正交单因素实验,研究了反应时间、单体用量、反应温度、引发剂用量对接枝效果的影响。实验结果表明:当反应时间为2 h,单体与纤维素质量比为3∶1,反应温度为50℃,引发剂用量为0.05 g时,接枝效果最好。此条件下,MBA与纤维素的接枝率可达38.06%。     

离子液体催化1-己烯齐聚反应的研究

分别以氯化1-丁基-3-甲基咪唑和盐酸三乙胺为阳离子,氯化铝和氯化铁为阴离子合成酸性离子液体催化剂,用于1-己烯齐聚反应研究。结果表明,以［Bmim］Cl-AlCl₃制备的催化剂活性和选择性较好。较佳工艺条件为：催化剂用量为1-己烯质量的4%,n(氯化铝)∶n(咪唑)=2.5∶1,反应时间3 h,反应温度160 ℃。气相色谱分析可知,1-己烯转化率70%以上,产物主要是二聚、三聚、四聚和较少的五聚物,没有裂解产品。     

纤维素―铝酸锶复合膜的制备及表征

将微晶纤维素溶解于氯化1-正丁基-3-甲基咪唑([Bmim]Cl)离子液体中,加入铝酸锶荧光粉,然后流延成膜,制备得到了纤维素―铝酸锶复合膜。利用红外光谱、X射线衍射、热重分析、扫描电镜和荧光发射光谱对复合膜进行了表征。结果表明,铝酸锶荧光粉在纤维素膜中分布均匀,铝酸锶荧光粉和纤维素之间存在着一定的相互作用,纤维素对荧光粉体发光影响较小。     

Fabrication of cellulose membrane with “imprinted morphology” and low crystallinity from spherulitic [Bmim]Cl

In the present study, regenerated cellulose membrane with “imprinted morphology” and low crystallinity was fabricated from the crystal cellulose/[Bmim]Cl solution. Spherulites of 1‐butyl‐3‐methilimidazolium chloride ([Bmim]Cl) and cellulose/[Bmim]Cl solution were observed using polarized optical microscopy under certain condition. The fabricated cellulose membranes presented some particular characteristics compared with the membrane prepared from traditional cellulose/[Bmim]Cl solution. All the fabricated membranes were characterized by optical microscope, Wide‐angle X‐ray diffraction (WAXD), thermo‐gravimetric analysis, and mechanical testing. The images showed that the resulting membranes prepared from crystal cellulose/[Bmim]Cl solution were “imprinted” with patterns which originated from the crystalline structure of [Bmim]Cl. The results of WAXD showed that the obtained cellulose membrane exhibited low diffraction peaks and crystallinity of approximately 24.57%. Furthermore, the low crystallinity led to the low mechanical property (27.5 MPa), thermal stability (315.4 °C), and high moisture regain (9.5%). © 2016 Wiley Periodicals, Inc. J. Appl. Polym. Sci. 2016 , 133, 43798.     

［Bmim］PF6离子液体中微波辅助制备纳米TiO2/PMMA及其光催化活性

微波加热法合成 ［Bmim］PF₆离子液体,以该离子液体为反应介质,在微波辐射条件下制备纳米TiO₂/PMMA复合材料,并在高压汞灯下用甲基橙溶液对其进行光催化降解性能测试,并用XRD、IR、SEM、TG和BET等对该复合材料的结构进行测试和表征。结果表明,制备TiO₂/PMMA复合材料的最佳条件：［Bmim］PF₆ 2.0 mL,钛酸丁酯与甲基丙烯酸甲酯的体积比为3.4∶1.0,微波辐射功率700 W,反应温度80 ℃,反应时间35 min。用［Bmim］PF₆离子液体作反应介质,制备的TiO₂/PMMA复合材料不需高温焙烧就表现出极高的光催化活性,对甲基橙降解率在1 h可达到99.2%,活性明显优于用［Bmim］BF₄离子液体作反应介质时所制备的同种材料的活性。     

Rheology of 1‐butyl‐3‐methylimidazolium chloride cellulose solutions. II. Solution character and preparation

The focus of this article of a three part series is the effects of preparation and composition on the shear rheology of cellulose in the ionic liquid 1‐butyl‐3‐methylimidazolium chloride ([Bmim]Cl). Included are the effects of three different degrees of polymerization, (i.e., average molecular weight), manual versus high shear mixing, a range of cellulose concentrations, and the effects of controlled amounts of lignin and a hemicellulose. The rheology implies that a gel phase develops at higher degrees of polymerization, higher concentration, and at lower temperatures. The first article focused primarily on shear rheology of cellulose in [Bmim]Cl with a high shear preparation technique, one degree of polymerization, a narrow range of cellulose concentrations, and temperature. The third article focuses on elongational rheology of cellulose in [Bmim]Cl. © 2008 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci, 2009     

Lewis酸离子液体催化合成4-甲基苯乙酮

以甲苯和乙酰氯为原料,在Lewis酸离子液体中,催化合成4-甲基苯乙酮。考察了反应条件对4-甲基苯乙酮的收率和选择性的影响。当[Bmim]Cl-FeCl3离子液体中FeCl3的摩尔分数为0.67,n（[Bmim]Cl-FeCl3）：n（乙酰氯）=1：1,n（苯甲醚）：n（乙酰氯）=3：l,反应温度80℃,反应时间4h时,4-甲基苯乙酮的收率和选择性最高,分别达到93.7%和83.9%。该方法操作简单、且Lewis酸离子液体可循环使用,是环境友好的绿色方法。     

Effect of small amount of water on the dynamics properties and microstructures of ionic liquids

A series of systems of 1‐butyl‐3‐methylimidazolium acetate ([Bmim][Ac]), 1‐butyl‐3‐methylimidazolium tetrafluoroborate ([Bmim][BF₄]), and 1‐butyl‐3‐methylimidazolium bis(trifluoromethylsulfonyl)imide ([Bmim][Tf₂N]) with a small amount of water were simulated. Viscosities of systems were obtained by nonequilibrium molecule dynamics simulation and the results show that the viscosities change in different ways: for [Bmim][BF₄] and [Bmim][Tf₂N], viscosities decrease rapidly in the first stage, and then decrease slowly with the increase of water content. But for [Bmim][Ac], the viscosities increase first and then decrease. The unique phenomenon of [Bmim][Ac] can be attributed to the formation of chain‐like structure of anion???water???anion???. Hydrogen bond (HB) interaction between ion pairs is weakened, but the number of HB between water and anions increases with increase of water content. Besides, the microstructures of water in ionic liquids‐water systems were compared and found that the distribution of water is more concentrated in [Bmim][Tf₂N]‐H₂O system, while it is isotropy in [Bmim][Ac]‐H₂O system. © 2016 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 63: 2248–2256, 2017