纖維素在離子液體中溶解及反應(yīng)性能的研究.pdf

1、纖維素是地球上最豐富的可再生資源，具有價廉、可降解和不污染生態(tài)環(huán)境等優(yōu)點。將溶解的纖維素轉(zhuǎn)化為能源、工業(yè)原料、造紙、膜、聚合物及涂料工業(yè)是纖維素資源化利用、保護環(huán)境的較好途徑。 目前，離子液體作為一種新型的綠色和環(huán)境友好溶劑受到了極大的關(guān)注。離子液體具有以下性質(zhì)：(1)蒸汽壓極低、不可燃；(2)溶解能力極佳，可以對各種有機物、無機物及聚合物進行溶解；(3)熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性高、液程寬(-90℃～300℃)；(4)結(jié)構(gòu)可調(diào)，組成

2、離子液體的陰、陽離子可以根據(jù)某種實驗的需要而設(shè)計。 在多相催化、有機合成、電化學(xué)、分離分析化學(xué)和天然高分子材料等化學(xué)化工領(lǐng)域中，關(guān)于離子液體應(yīng)用的研究都有大量的報道。將離子液體應(yīng)用于纖維素的報道始于2002年，Rogers在[BMIM]C1中實現(xiàn)纖維素的溶解。離子液體以其熔點低、蒸氣壓小、酸性可調(diào)及良好的溶解性能、粘度、密度等優(yōu)異的理化特性成為纖維素的新型溶劑，離子體與傳統(tǒng)的纖維素溶劑相比具有低揮發(fā)性、可回收利用、熱性質(zhì)穩(wěn)定，避

3、免了有機溶劑所造成的污染。 本論文中首先合成了9種離子液體，應(yīng)用紅外光譜等測試技術(shù)對離子液體的結(jié)構(gòu)進行表征。其次考察不同離子液體對纖維素的溶解性能，通過偏光顯微鏡觀察纖維素溶解過程中的形貌變化，發(fā)現(xiàn)纖維素在[BMIM]C1、[EMIM]Br、[BPy]C1和混合離子液體I四種離子液體中的溶解是直接溶解，沒有衍生物的生成。再次考察溶解時間、溶解溫度對溶解性能的影響。通過對纖維索溶解過程的觀察，推測纖維素在離子液體中的溶解機理。通過

4、掃描電鏡得到纖維素的原生、再生以及醋酸纖維素的形態(tài)。 本論文在[EMIM]Br和[AcMIM]C1/[EMIM]Br混合離子液體中進行纖維素的均相乙?；磻?yīng)，考察了離子液體種類、時間、溫度、?；瘎┯昧俊⒋呋瘎┑纫蛩貙Υ姿崂w維素取代度的影響。研究結(jié)果表明，在混合離子液體I中纖維素乙?；娜〈茸罡哌_到1.10，80℃、3h、AGU/乙酸酐=1/6為反應(yīng)的最佳條件。加入吡啶可以顯著的提高產(chǎn)品的取代度，但加入過量的吡啶產(chǎn)品的取代度會有