离子液体中纤维素的均相改性及其产物性能

卤代基团比羟基具有更高的反应活性,因此将含有卤素基团的有机化合物引入到纤维素骨架上可以提高其反应活性,为其后续接枝改性提供更广的应用范围。以氯乙酰氯为酯化剂,离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氯盐（［Bmim］Cl）为反应介质,在不加任何催化剂的情况下,直接进行纤维素的均相酯化改性。着重探讨了反应温度、反应时间、酯化剂用量等因素对反应的影响。利用红外光谱（IR）以及核磁共振（NMR）对产物结构进行表征,并研究改性后纤维素在溶剂中的溶解性能。结果表明,离子液体中纤维素的均相酯化改性的最佳工艺条件为：纤维素葡萄糖单元与氯乙酰氯的摩尔比为1∶3,反应温度为常温,反应时间为2 h。此时,改性纤维素取代度为1.36。此外,改性后,纤维素酯易溶于丙酮、二甲基亚砜、四氢呋喃等有机溶剂。     

离子液体中天然纤维素的溶解研究进展

纤维素是广泛存在的自然资源,普遍应用于石油、医药、电子等行业。但是由于纤维素的本身化学性质使其难以加工。传统的黏胶法与铜氨法由于其生产条件严苛,污染环境,已经不再适合新时代对于绿色化学的要求。近年来,绿色高效的离子液体得到研究开发,为纤维素的发展提供一个新的平台。本文综述了当前纤维素的几种溶解体系及其概况,探讨了各个体系优缺点,并着重介绍了近年来离子液体的研究进展,提出了今后离子液体应用于纤维素的几个方向,以期为今后纤维素溶解及开发更多纤维素材料提供参考。     

咪唑类离子液体溶解纤维素的研究进展

综述了1-丁基-3-甲基咪唑氯盐、1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐、1-(2-羟乙基)-3-甲基咪唑氯盐等咪唑类离子液体对纤维素的溶解性能,咪唑类离子液体/纤维素溶液的流变性能以及咪唑类离子液体在纤维素纤维及薄膜加工中的应用;咪唑类离子液体均能较好地溶解纤维素,咪唑类离子液体/纤维素溶液均为切力变稀流体;指出选择合适的阴、...     

基于离子液体的聚丙烯腈/纤维素溶液的动态流变性能研究

采用旋转流变仪分别对以离子液体1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐[AMIM]Cl,1-丁基-3-甲基咪唑氯盐[BMIM]Cl,1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐[EMIM]Ac为溶剂的聚丙烯腈/纤维素共混溶液(分别标记为溶液A,B,E)的动态流变性能进行了研究,讨论了溶液的储能模量(G′)、损耗因子(tanδ)及角频率(ω)之间的关系。结果表明:A、B溶液lgG′-lgω曲线分别在70,90℃开始呈现"第二平台",且随温度升高,平台宽度变大;A,B溶液时温叠加主曲线分别在70,100℃下的低频区域发生偏离,表明时温等效原理在低频下对于G′失效,E溶液不符合时温等效原理;A,B溶液tanδ随ω增大而降低,E溶液则升高;A,B溶液lgG′～lgG″曲线分别在80,110℃时发生偏离,在测试温度范围内对温度具有依赖性,E溶液lgG′-lgG″呈非线性关系;A,B溶液的Cole-Cole曲线出现拖尾现象。     

Electrospinning of cellulose nanofibers from ionic liquids: The effect of different cosolvents

Cellulose was electrospun with various concentrations of ionic liquid and cosolvent. Three different cosolvents were used in this study; dimethylacetamide (DMAc), dimethyl formamide (DMF), and dimethyl sulfoxide (DMSO). The cosolvents were added to modify the viscosity, electrical conductivity, and surface tension of the solutions. The solubility of cellulose in ionic liquids is highly affected by changes in solvent properties on the molecular level in the binary solvent systems. The difference in molecular structure of the cosolvents and the interactions between cosolvent and ionic liquid can explain the difference in dissolution power of the cosolvents. Scanning electron microscope (SEM) was used to characterize electrospun cellulose fibers. For the systems tested the importance of having a rather high viscosity and high surface tension, and some degree of shear thinning to produce fibers is shown. © 2012 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci, 2012     

基于COSMO-RS方法筛选离子液体分离乙酸乙酯-乙腈共沸物

采用COSMO-RS方法探究了不同离子液体在分离乙酸乙酯-乙腈共沸物系中的应用;通过预测值与实验值的对比,验证了COSMO-thermX预测离子液体分离效果的准确性。离子液体的选择性和不同离子液体对乙酸乙酯-乙腈近沸点处相对挥发度的影响为指标,计算和分析了17种阳离子和13种阴离子组成的221种离子液体对乙酸乙酯-乙腈共沸物系的分离效果的影响规律。结果表明,含有[OAc]^－和[Cl]^－的离子液体对于乙酸乙酯-乙腈混合物的分离具有更好的促进效果,而阳离子的变化对于乙酸乙酯-乙腈混合物分离的促进效果差异较小。应用表面电荷密度分布（σ-profile）进一步研究了阴离子[OAc]^－和[Cl]^－对共沸物的影响,研究发现,阴离子[OAc]^－和[Cl]^－对乙酸乙酯-乙腈的分离效果影响顺序为[OAc]^－>[Cl]^－;综合筛选结果,得出离子液体[BMIM][OAc]有望在乙酸乙酯-乙腈共沸混合物分离过程中成为一种高效的萃取剂。     

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。     

“绿色”溶剂离子液的研究进展

近年来，离子液由于其独特的优点, 在生物催化及化学合成领域越来越受到青睐。由于缺乏蒸气压，离子液作为绿色溶剂有很大潜能。此外，离子液不像极性有机溶剂那样会使酶失活，因而简化了类似含有糖类这样极性底物的反应。在离子液中，生物催化反应表现出较高的选择性、较快的反应速率和较高的酶稳定性。但这些溶剂还存在着离子液的纯化、控制水活性和pH、高粘度以及产品分离等问题。     

离子液体中采用AGET ATRP法制备MCC-g-PGMA

在氯化1-烯丙基-3-甲基咪唑([AMIM]Cl)离子液体中, 采用AGET ATRP技术, 以VC为还原剂、CuBr₂/乙二胺为催化体系, 成功制备了微晶纤维素接枝聚甲基丙烯酸缩水甘油酯(MCC-g-PGMA)分子。研究表明:[AMIM]Cl对微晶纤维素有较好的溶解性, 最佳反应条件为GMA/乙二胺/CuBr₂/VC摩尔比为100:4:1:1, 反应温度25℃, 反应时间4 h, 接枝效率可达54.56%, 分子量分布较窄为1.48。通过FT-IR、TEM和SEM测试表明:成功合成了MCC-g-PGMA接枝共聚物分子, PGMA接枝微晶纤维素后表面形态变得粗糙, 接枝共聚物在丙酮溶液中可自组装成150～200 nm的球形结构, 在药物载体领域具有良好的应用潜能。     

Post-polymerization modification and organocatalysis using reactive statistical poly(ionic liquid)-based copolymers

Copoly(ionic liquid)s (coPILs) based on poly(styrene)-co-poly(4-vinylbenzylbutylimidazolium) with different anions (Cl⁻ and HCO₃⁻), denoted as PS-co-PVBnBuImCl 1 and PS-co-PVBnBuImHCO₃2, were used as reactive polymers for the purpose of post-polymerization modification and organic catalysis. While coPIL 1 could be derived into the corresponding poly(N-heterocyclic carbene)-silver transition metal complex referred to as poly(NHC–Ag) by a simple deprotonation/metallation sequence utilizing Ag₂O, coPIL 2 was found to quantitatively react with various electrophiles, including CS₂, isothiocyanate and transition metals (based on Pd and Au) upon formal loss of “H₂CO₃, affording the post-functionalized poly(NHC-CS₂), poly(NHC-isothiocyanate) and poly(NHC-Met) (Met = Au, Pd) copolymers. The catalytic activity of both coPILs 1 and 2 was also examined in cyclic carbonate formation by reaction between CO₂ and propylene oxide and in the benzoin condensation, respectively.     

微波法制备咪唑类离子液体

运用常规两步法和微波法制备了离子液体1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([bmim]BF4)以及1-羟乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([C2OHmim]BF4),并通过红外光谱表征以及密度和溶解度等物理性质的检测,对两种制备方法进行了比较。实验结果表明,不需使用任何溶剂,选择N-甲基咪唑和溴代正丁烷(2-氯乙醇)的配比为1∶1.1,[bmim]Br([C2OHmim]Cl)和NaBF4的配比为1∶1,在微波炉功率为350 W的条件下反应,[bmim]BF4和[C2OHmim]BF4的产率分别达70.0%和76.9%。反应采取微波间歇加热的方式,方法简单高效、无溶剂污染,但产率偏低,其制备条件还需进一步研究与完善。     

室温离子液体室

介绍了主要由烷基咪唑盐阳离子及氟阴离子组成的室温离子液体的制备、物理性质、化学性质及其在常温条件下的应用.     

离子液体在汽油脱硫中的应用

选用[3（C4H9）4.C6H11NO]和[ZnCl2.3（NH2）2CO]两种离子液对E-97汽油和模拟汽油进行脱硫试验。考察了离子液体对E-97汽油和模拟汽油脱硫工艺条件。较佳脱硫条件：温度为约50℃,剂油比为3：1,萃取时间为30min,经6次脱硫后,E-97汽油的脱硫率为97.14%,对模拟汽油脱硫率为88.09%。[3（C4H9）4.C6H11NO]对E-97汽油的脱硫率为30.95%,对模拟汽油的脱硫率为16.92%。实验结果证明[ZnCl2.3（NH2）2CO]的脱硫效果较好。     

离子液体在全细胞催化中的应用

离子液体作为一种新型的非水生物催化溶剂,由于其特有的性质有可能取代传统有机溶剂,并在有机化学、食品工业、新能源等领域中得到应用。介绍了离子液体在全细胞催化中的应用,着重介绍了离子液体在全细胞催化合成有机物、生物柴油制备和原位萃取3方面的应用,并阐述了将离子液体应用于全细胞催化所面临的问题。     

离子液体中羟丙基纤维素的合成

使用离子液体1,3-二乙基咪唑磷酸二乙酯盐([EEIM][DEP])为反应溶剂主组分来溶解微晶纤维素进行羟丙基化衍生,微晶纤维素和醚化剂在离子液体中均可形成均相,通过碱化、醚化、酸化及洗涤等步骤制备得到不同取代度的羟丙基纤维素。考察了碱化反应温度、反应原料摩尔比、醚化反应时间及酸化剂的种类对羟丙基纤维素产品的收率和摩尔取代度的影响,并采用红外、核磁、TGA等手段对产品结构进行了表征。     

磁性离子液体的应用研究进展

磁性离子液体是功能化离子液体,有很广阔的应用前景。目前磁性离子液体的研究很热门,但是很多内容并不完善,需要研究者更加努力地探索出具有强大功能的化合物。作者研究室最近报道的新型磁性离子液体双水相体系具有很强的优势,其在分离、分析领域具有很广的应用潜力。     

离子液体法再生纤维素纤维制造技术及发展趋势

首先概述了再生纤维素纤维制造技术的发展历史,总结了以天然纤维素为原料的黏胶纤维、Lyocell纤维和离子液体纤维（Ioncell）及其技术发展现状。重点介绍了这三种再生纤维素纤维的性能、应用领域及市场前景,并比较了其生产工艺,包括纺丝原液的制备、纺丝工艺、溶剂回收等。与黏胶纤维相比,Lyocell 纤维和Ioncell纤维在溶解纤维素及干喷湿纺纺丝方面具有独特的优势。进一步对该类技术的重点和难点,如纺丝原液的连续制备和溶剂的高效回收进行了分析。与Lyocell纤维使用的NMMO溶剂相比,Ioncell纤维使用的离子液体具有离子液体可设计等优点,可根据纤维素原料的不同来源,设计合成对纤维素具有更好的溶解能力而无降解特征且环境友好的离子液体溶剂,同时对温度、金属离子具有很好的稳定性,为发展新一代纤维素绿色制造技术提供了新途径。另外,对Ioncell纤维存在的问题也进行了详细的分析,提出了未来拟开展的重点研究方向和拟解决的关键难题。     

离子液体在Aldol反应中的应用

综述了离子液体在羟醛缩合(Aldol)反应中的应用。离子液体不仅可以提高反应收率,而且通过选择离子液体/催化剂体系,可以定向的得到预期的Aldol产物。     

疏水性离子液体萃取氯酚类物质

为了研究离子液体对环境水体中氯酚类物质的萃取性能, 以治理氯酚类污染物。制备了1-辛基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([Omim]PF₆) 和1-辛基-3-甲基咪唑氟硼酸盐([Omim]BF₄)两种疏水性离子液体。以超声波辅助萃取的方法, 研究了离子液体对2-氯苯酚(2-CP)、4-氯苯酚(4-CP)、2, 4-二氯苯酚(2, 4-DCP)和2, 4, 6-三氯苯酚(2, 4, 6-TCP)等化合物的萃取性能。考察了温度、时间、相比(V_IL:V_CP)以及溶液 pH 等因素对萃取效果的影响, 并对离子液体的重复使用性能进行了探讨。结果表明, 温度与相比对萃取效果影响显著。两种离子液体对氯酚均显示出良好的萃取性能。在308 K, 当相比(V_IL:V_CP)为1:3, 溶液pH=3, 萃取10 min的条件下, [Omim]BF₄对2-CP、4-CP、2, 4-DCP和2, 4, 6-TCP的萃取率分别为97.60%、95.20%、99.40%和87.20%;而以[Omim]PF₆为溶剂, 对氯酚的萃取率依次为95.80%、92.20%、98.20%和85.40%。研究发现, 与磁力搅拌萃取方法不同, 超声波辅助萃取的方法, 随温度升高离子液体对氯酚类物质的萃取率增大。