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。     

丝素蛋白在离子液体中的溶解特性研究

文章以离子液体为溶剂,研究了丝素蛋白在离子液体中的溶解特性。首先研究了丝素蛋白在不同结构的离子液体1-烯丙基-3-甲基咪唑氯化物（[AMIM]C1）和1-丁基-3_-甲基咪唑氯化物（[BMIM]c1）中的溶解速率和溶解度。结果发现,相同条件下,丝素蛋白在[AMIM]cl中具有较快的溶解速率和较大的溶解度;随温度的升高,溶解速度加快,合适的温度为95～105℃;随着丝素蛋白浓度的增大,相同条件下丝素蛋白在离子液体中的溶解速度减慢。XRD结果表明,丝素蛋白的非晶相部分首先被溶解,晶相部分结构被破坏后与溶剂作用逐渐被溶解。采用粘度法测定了丝素蛋白分子质量随溶解时间和温度的变化,结果表明：随加热时间增加和温度升高,蛋白质分子质量减小。为保证丝素蛋白的稳定性和溶解速率,温度一般控制在100℃以下,溶解时间小于5h。     

离子液体[AMIM]Cl的合成及对木质素的溶解性研究

本文研究了离子液体1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐([AMIM]Cl)的合成,考察了反应时间、反应温度、原料配比对[AMIM]Cl收率的影响,确定最佳反应时间为8h,最佳反应温度为80℃,原料氯丙烯与1-甲基咪唑最佳物质的量比为1∶3。另外,考察了[AMIM]Cl对木质素的溶解性能,确定80℃时木质素在离子液体[AMIM]Cl中的溶解度为最佳。     

[AMIM]Cl与DMF、DMSO、DMAc复配体系对纤维素溶解性研究

室温下合成离子液体1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐([AMIM]Cl),对合成的离子液体进行红外表征,确定为目标产物,然后油浴加热,在温度(40,50,60,70℃)下用[AMIM]Cl与有机溶剂N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基亚砜(DMSO)、二甲基乙酰胺(DMAc)分别复配,对竹纤维素桨粕进行溶解。结果表明:离子液体与有机溶剂复配能提高竹纤维素桨粕的溶解度,但是如果有机溶剂所占比例过高其溶解度将降低。当有机溶剂的质量分数为20%时,溶解度最大。有机溶剂为DMSO时,溶解度最大。     

微波控制下咪唑类离子液体的制备

以N-甲基咪唑和氯代正丁烷为原料在微波控制下合成了离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氯盐([BMIm]Cl),对产物的结构作了红外光谱、核磁共振等分析。用该离子液体溶解纤维素,溶解度良好,并对溶解前后纤维素的结构变化、溶解机理进行了研究。     

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。     

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。     

离子液体中纤维素改性材料的合成与应用

纤维化学修饰材料应用广泛,如塑料模、泡沫塑料等.实验制备了1-烯丙基-3-甲基氯代咪唑[AMIM]Cl离子液体,纤维素在其中可较好溶解形成均相体系;通过与丙烯酰胺接枝共聚及阳离子化合成了不同聚合度的水处理剂,并进行性能研究.结果表明:纤维素在[AMIM]Cl中溶解性能良好、接枝共聚反应活性较好;纤维素聚合度较低时,其接枝物水处理剂对高岭土悬浊水的浊度去除率达94%以上,对草浆废水的浊度去除率达87%以上,C0D值降低50%以上.     

纤维素/[BMIM]Cl体系表观黏度影响因素

以1-丁基3-甲基咪唑氯盐([BMIM]Cl)离子液体为溶剂,研究了高聚合度的针叶木浆(DP=1460)在[BMIM]Cl溶剂体系中的活化能,考察了溶解温度、浆粕浓度和介孔硅添加量对纤维素/[BMIM]Cl体系表观黏度的影响.研究表明:纤维素/[BMIM]Cl体系黏流活化能AE=50.8 kJ/mol,针叶浆粕含量对体...     

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。     

离子液体AMIMCl对碱液活化的结缕草纤维素的提取与再生

考察了经过NaOH活化的结缕草在1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐（AMIMCl）离子液体中的溶解再生性能。通过木质纤维素成分分析表明,经不同浓度NaOH活化的结缕草的纤维素含量显著提高,并且结构遭到一定的破坏,提高了原料与离子液体的反应活性,并且以10%的NaOH为最优比例。经过FT IR、XRD以及NMR谱图表征了AMIMCl、再生AMIMCl以及提取物的化学结构,发现AMIMCl对NaOH活化的结缕草的提取效果较好,纤维素产率高,环境友好,不产生副产物,同时离子液体经再生后可高效循环利用。     

Solubility of light alkanes and alkenes in ionic liquids

The solubility of light hydrocarbons in a variety of ionic liquids was studied, and it was found that ionic liquids containing Cu(Ⅰ) had higher solubility for hydrocarbons and alkene/alkane solubility selectivity, and Et₃NHCl-2.1CuCl ionic liquid was preferred. The effects of temperature and pressure on the solubility of light hydrocarbons were investigated for the selected ionic liquid. It was found that low temperature and high pressure were favorable for the dissolution of light hydrocarbons, and the alkene/alkane solubility selectivity decreased with the increase of temperature and pressure. The alkene/alkane solubility selectivity was above 8.3 at the temperature of 30℃ and the pressure of 0.2 MPa. The initial dissolution rate of hydrocarbons in ionic liquid was large, but it decreased rapidly with prolonging time, and the dissolution rate of alkenes was higher than that of alkanes at the same conditions. The alkene/alkane separation selectivity increased with decreasing content of alkenes in the mixture of alkenes and alkanes. Light hydrocarbons dissolved in ionic liquids could be desorbed by means of increasing temperature, restoring the dissolution capability of ionic liquids to hydrocarbons. Alkanes were easier to be desorbed than alkenes, and small-molecule hydrocarbons were easier to be desorbed than large-molecule hydrocarbons. The desorption percentage exceeded 92% under optimal conditions. Ionic liquid had a good reusable performance in the absorption and separation of light alkanes and alkenes. The solubility only decreased by less than 5% when it was reused five times, and the alkane/alkane solubility selectivity was basically not affected by reusing times. Software Gaussian 09 was used to study the interaction between anions of ionic liquids and light alkanes and alkanes, and the solubility difference of light alkenes and alkanes in different ionic liquids was well explained.     

小分子烷烃与烯烃在离子液体中的溶解性能

研究了多种离子液体对小分子烃类的溶解性能,发现含有Cu(Ⅰ)的离子液体对烃类具有较高的溶解度和烯烃/烷烃溶解选择性,优选出了Et₃NHCl-2.1CuCl离子液体。考察了温度和压力对小分子烃类溶解性能的影响规律,发现低温和高压有利烃类的溶解,烯烃/烷烃溶解选择性随温度和压力的升高而减小;在30℃和0.2 MPa的条件下,烯烃/烷烃溶解选择性均在8.3以上。烃类在离子液体中的初始溶解速率较大,但随时间的延长快速降低,相同条件下烯烃的溶解速率高于烷烃的溶解速率。烯烃/烷烃分离选择性随混合气中烯烃含量的减小而增大。升温可以解吸出离子液体中的烃类,烷烃比烯烃容易解吸,优化条件下的解吸率可达92%以上。离子液体对小分子烷烃和烯烃的吸收分离具有良好的重复使用性能。利用Gaussian 09软件对离子液体的阴离子与烯烃、烷烃的作用进行了计算分析,解释了烯烃和烷烃在不同离子液体中溶解性能差异的原因。     

Progress of dissolution of cellulose with imidazolium ionic liquid

Cellulose is the most abundant renewable bio-material. Due to its hydrogen-bonded supramolecular structure,cellulose is insoluble in water and most common organic liquids,which limits its application. The emergence of ionic liquids provides a broad platform to the application of cellulose. The recent developments concerning imidazolium ionic liquids as cellulose solvents as well as the dissolution mechanism are reviewed. Ionic liquids,containing Cl^－,CH₃CHOO^－ and (MeO)RPO₂^－ anions,appear to be the most effective solvents. A series of alkyl imidazolium ionic liquids containing alkyl phosphate was prepared by a one-pot procedure. Such ionic liquids have good thermal stability and are capable of solubilizing cellulose under mild conditions. The structure of imidazolium cation has an influence on the solubility as well. Future development of imidazolium ionic liquids is discussed.     

纤维素在离子液体水溶液中的溶胀与溶解行为的研究

以含水的离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氯盐([BMIM]C)l为溶剂,研究了纤维素在其中的溶胀和溶解行为。通过偏光显微镜观察发现,[BMIM]Cl水溶液中的含水率对纤维素浆粕的溶胀与溶解行为有着重要的影响,主要表现为三种状态:当[BMIM]Cl中含水率小于1%时,浆粕纤维横向被迅速切断并快速溶解,没有发现明显的溶胀现象;当[BMIM]Cl中含水率在2%～5%时,浆粕纤维发生了非常明显的非均相溶胀,但并不溶解;而当[BMIM]Cl中含水率进一步增大到6%～20%时,浆粕纤维不再发生明显的溶胀现象。此外,研究结果还表明,当[BMIM]Cl中含水率在2%～5%时,溶胀温度和[BMIM]Cl中的含水率对于纤维素的溶胀有很大影响,随着温度升高,浆粕纤维的溶胀速度增大,达到最大溶胀比所需要的时间缩短;而随着[BMIM]Cl中含水率的提高,浆粕纤维在[BMIM]Cl水溶液中达到的最大溶胀比减小。     

离子液体法纤维素纤维的制备及性能研究进展

对纤维素在离子液体中的溶解、溶解机理、纺丝原液的性质、纺丝工艺及纤维性能等进行了综述,认为离子液体作为一种新型纤维素溶剂,具有溶解速度快、溶解度大、对纤维素降解程度小、溶剂回收简单、回收率高等特点,且再生的纤维素具有良好的光泽和力学性能。     

离子液体介质中纤维素资源转化研究进展

木质纤维素是地球上最丰富的可再生有机碳资源,将其高效转化为化学品或燃料,对缓解全球能源危机和解决环境污染问题具有重要意义。离子液体因对木质纤维素具有独特的溶解性能,近年来作为新型溶剂在生物质转化中获得广泛应用。综述了离子液体用于木质纤维素预处理及化学转化的最新研究进展,包括纤维素溶解、木质纤维素组分分离、纤维素水解制葡萄糖、六碳糖及纤维素催化转化制5-羟甲基糠醛以及碳水化合物的其他转化途径等,同时对基于离子液体平台的生物质转化技术存在的挑战、未来发展趋势及工业化前景进行了展望。