瞬间弹射蒸汽爆破增强离子液体对水稻秸秆的预处理效果

选取具有不同组分分离效果的离子液体1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐([Emim]Ac)和1-乙基-3-甲基咪唑氯盐([Emim]Cl), 并联用瞬间弹射蒸汽爆破(instant catapult steam explosion, ICSE)对水稻秸秆进行预处理。离子液体导致了组分的重排, 使纤维素更多地暴露于物料表面, 同时减弱了木质素对纤维素紧密交联的程度。ICSE的使用提升了离子液体的预处理效果, 酶解糖收率比单纯使用离子液体升高了14.83%([Emim]Ac)和13.14%([Emim]Cl), 其中ICSE联用[Emim]Ac的糖收率最高达97.00%。采用扫描电镜(SEM)和热重分析仪(TGA)进行物料结构分析, 证实了ICSE联用离子液体有助于破坏物料的致密结构, 增加无定形区, 从而提高酶解糖收率。     

二元离子液体强化秸秆预处理

为了提高生物质秸秆的溶解率、优化秸秆组分再分布,采用1-丁基-3-甲基咪唑氯盐([Bmim]Cl)和1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐([Emim][OAc])的二元离子液体混合体系,考察溶剂组成、反应温度和处理时间三因素对预处理的影响。结果表明,随着[Bmim]Cl在二元离子液体中摩尔比的升高,秸秆溶解率呈先上升后下降的趋势;纤维素在处理后秸秆中所占比例也遵循此规律。随着温度升高,溶解率逐渐增加,当温度超过100℃时,二元离子液体溶解液的黏度发生突变,秸秆发生变性;此外,随着处理时间的延长,溶解率逐渐升高,但是超过3 h以后,溶解效果提升并不明显。综合各因素作用效果,确定最佳反应温度为90℃,最佳处理时间3 h。在此条件下,秸秆的溶解率达到46.53%,经处理后秸秆中纤维素比例达到55.77%。     

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。     

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...     

离子液体混合溶剂预处理后孟宗竹的热解

使用1-丁基-3-甲基咪唑氯化盐([Bmim]Cl)、1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([Bmim]BF₄)和1-丁基-1-甲基吡咯烷氯化物([Bmpy]Cl)与水并添加固体酸催化剂Nafion^®NR50组成的混合溶剂对孟宗竹进行预处理比较研究,分析了处理后孟宗竹的成分含有量、结晶结构和表面形貌等变化。把处理后的孟宗竹应用于热解研究中,通过TG-DTA和GC-TCD的分析,发现[Bmim]Cl离子液体的混合溶剂处理后的孟宗竹更易于热解反应;此外热解产物更多地从焦炭转化成气体产物;其中添加固体酸的混合溶剂预处理后的1.0 g孟宗竹样品中,在热解反应后焦炭含量为0.19 g,低于未处理样品的0.24 g;生成约0.12 g气体产物大于未处理样品的0.04 g。并探讨了离子液体混合溶剂作为一种新型前处理溶剂应用于生物质热解研究中的潜力和问题。     

咪唑盐离子液体的微波合成、表征及性质研究

通过微波辐射,在无溶剂的状态下以N-甲基咪唑为原料合成了4种氯化1-烷基-3-甲基咪唑盐([Bmim]Cl、[Omim]Cl、[C_12mim]Cl、[C_16mim]Cl)离子液体,并测定了离子液体的表面张力和吸水性能.     

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。     

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。     

咪唑类离子液体的合成和光谱表征

以N-甲基咪唑为原料合成了离子液体氯化1-丁基-3-甲基咪唑盐([BMIm]Cl)、1-丁基-3-甲基咪唑氟硼酸盐([BMIm]BF4)、1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([BMIm]PF6),并对合成的产物作了紫外光谱、红外光谱、核磁共振的结构表征。     

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。     

微波辅助离子液体制备及催化降解聚酯

采用微波辅助离子交换法,以氯化1-丁基-3-甲基咪唑([Bmim]Cl)和氯化锌为原料,合成了1-丁基-3-甲基咪唑氯锌酸盐离子液体,并考察了合成过程中溶剂对离子液体合成的影响。进一步以制备的离子液体为催化剂,乙二醇为溶剂,采用微波辅助乙二醇醇解聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。以对苯二甲酸的回收量为指标,分别考察了离子液体用量、反应温度、时间以及溶剂用量对PET降解反应的影响。结果表明,采用微波辅助离子交换法在30 min内即可合成得到相应的离子液体,以二氧六环为溶剂时,3种产物的产率均高于90%。在微波加热的条件下,离子液体[Bmim][Zn2Cl5]对PET的乙二醇醇解反应具有较好的催化性能,对苯二甲酸的产率超过20%。     

基于离子液体再生的纤维素热解特性

利用离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氯([Bmim]Cl)溶解PH-101微晶纤维素,通过不同的再生方法获得两种再生的纤维素,并利用XRD确定其结晶度,场发射扫描电镜(SEM)获得其形貌特征,热重(TG)分析表征其热稳定性.采用Py-GC/MS 对不同结晶度纤维素进行快速热解,并对热解挥发分进行在线分析,观察结晶度对纤维素热解特性的影响.研究表明左旋葡聚糖产率随结晶度降低而减少,而小分子产物随结晶度降低而增多.     

Thermal Performance Analysis of Ionic Liquid-Pretreated Spent Coffee Ground Using Aspen Plus®

Thermal analysis and gasification study of spent coffee ground (SCG) pretreated with ionic liquids (ILs) is presented. Four ILs, namely, 1-butyl-3-methylimidazolium chloride ([Bmim][Cl]), 1-ethyl-3-methylimidazolium chloride ([Emim][Cl]), tributylmethylammonium chloride ([N₁₄₄₄][Cl]), and trihexyltetradecylphosphonium chloride ([P₆₆₆₁₄][Cl]), were investigated. The pretreatment was followed by thermogravimetric analysis. The syngas composition was computed using an equilibrium-based steam-O₂ gasification model developed in Aspen Plus® by varying gasifier temperature and steam/biomass ratio. All ILs reduced the ash content, enhanced the volatility as well as the higher heating value of SCG. IL pretreatment also decreased CO₂ and CH₄ contents showing environmental benefits of using ILs.     

Modified g-C3N4 derived from ionic liquid and urea for promoting visible-light photodegradation of organic pollutants

In this work, modified g-C₃N₄ was fabricated successfully by calcination of ionic liquid (IL) and urea. The addition of IL changed the polymerization mode of urea, induced the self-assembly of urea molecules, modified the morphological structure of the tightly packed g-C₃N₄, and extended the electron conjugation system. When using 1-butyl-3-methylimidazolium chloride ([Bmim]Cl) as a modifier, the heteroatom Cl could be inserted into the g-C₃N₄ to optimize the electronic structure. The results of characterizations indicate that the unique structure of modified g-C₃N₄ has an expanded electron delocalization range, introduces an interlayer charge transmission channel, promotes the charge transmission, reduces the band gap, enhances the absorption of visible light, and inhibits electron-hole recombination. Modified g-C₃N₄ showed excellent photocatalytic performance for the degradation of rhodamine B and tetracycline. Furthermore, the effect of different anions in 1-butyl-3-methylimidazolium salts ([Bmim]Cl, [Bmim]Br, [Bmim][BF₄], and [Bmim][PF₆]) on the structure and function of g-C₃N₄ are discussed.     

纤维素原料/离子液体溶液体系流变性能的研究

利用NDJ-1型旋转粘度计分别对木浆/离子液体氯化1-丁基-3-甲基咪唑([BMIM]Cl)溶液体系和水洗汽爆麦草/[BMIM]Cl溶液体系的流变性能进行了研究。考察了转子转速、温度、纤维素浓度及添加剂等对溶液粘度的影响。结果表明,两种溶液体系的流动活化能均较低,分别为42 kJ/mol和47 kJ/mol,其表观粘度随温度升高而降低;纤维素浓度和浆粕聚合度的增加都可使溶液的粘度增加。进一步研究了不同添加剂对粘度的影响,发现二甲基亚砜(DMSO)、N,N-二甲基乙酰胺(DMAC)和1,4-二氧六环的加入都能降低溶液的粘度,但以DMSO的效果最佳。     

Rheological Behavior of Poly(m-phenyleneisophthalamide) in Ionic Liquid

Summary The rheological behavior of poly(m-phenyleneisophthalamide) (PMIA) in 1-n-butyl-3-methylimidazolium chloride ([Bmim]Cl, ionic liquid) has been investigated. The polymer in the concentration range investigated exhibits very different behavior between [Bmim]Cl and DMAc/LiCl solvent. Unlike in DMAc/LiCl solvent, PMIA/[Bmim]Cl solution exhibits maxima in apparent viscosity-concentration plots in the range studied. The complex viscosity-frequency behavior of the PMIA/[Bmim]Cl solutions is similar to that steady-state rheological behavior. The different rheological behavior shows the interaction between macromolecule and IL which leading the supermolecular aggregates in PMIA/[Bmim]Cl solution.     

Solubility of CO2 in three cellulose-dissolving ionic liquids

The solubility of CO₂ in three cellulose-dissolving ionic liquids (1-ethyl-3-methylimidazolium diethylphosphate, [Emim][DEP], 1-allyl-3-methylimidazolium chloride, [Amim][Cl], and 1-butyl-3-methylimidazolium chloride, [Bmim][Cl]) at temperatures within 298 and 356 K and pressures up to 6.5 MPa was determined using a Van Ness-type apparatus (static isochoric). It was demonstrated that this device can work in isothermal and isoplethal modes, being the latter faster and more precise. Moreover, it was possible to determine CO₂ solubilities in metastable liquid [Bmim][Cl]. Experimental data were modeled using the Extended Henry's law correlation and the group contribution equation of state. New parameters for the binary interaction of CO₂ with ionic liquid groups were calculated.