羧酸根阴离子型功能化离子液体对纤维素的溶解性能

通过两步法合成了1,3-二甲基咪唑乙酸盐([C₁mim][CH₃COO])和1,3-二甲基咪唑羟基乙酸盐([C₁mim][HOCH₂COO])两种羧酸根阴离子型功能化离子液体。 研究了纤维素在这两种离子液体中的溶解性能。 结果表明,阴离子的结构对纤维素的溶解性能有明显影响,在120 ℃下,两种离子液体对纤维素的溶解度分别为19.7%和21.2%。 通过傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)以及热重分析(TG)等技术手段对再生纤维素的结构和热稳定性进行表征,表明两种离子液体均为纤维素的直接溶剂,纤维素在溶解及再生过程中晶体结构由I型转变为无定型结构,且热稳定性有所下降。 此外,研究发现溶解温度的提高和溶解时间的延长均会导致再生纤维素聚合度的降低。 所获得的研究结果为纤维素溶剂体系的开发具有指导意义。     

离子液体中的纤维素溶解、再生及材料制备研究进展

近年来,离子液体作为一类新型的环境友好介质和软功能材料受到了广泛的关注,并被广泛应用于有机合成、催化、电化学、分离分析等领域.其中,离子液体中的纤维素化学是当前离子液体研究的热点领域之一,离子液体的出现也为纤维素化学的进一步发展提供了广阔的空间.离子液体以其低熔点、高稳定性、低蒸汽压、溶解性能可调节等优异的理化性能已被证实为纤维素的有效溶剂,被广泛用于纤维素的溶解、再生及应用研究.综述了离子液体中纤维素的溶解行为,包括纤维素溶解度的影响因素、纤维素在离子液体中的溶解过程、纤维素的溶解及再生机理等,以及离子液体中基于纤维素的新型材料制备研究进展,并对离子液体中纤维素研究存在的问题和未来的发展方向进行了总结和展望.     

离子液体介质中纤维素酶降解纤维素的研究进展

以不可再生资源为原料和能源进行的传统加工工业正面临着资源日益枯竭的现实,所以对可再生资源的研究势在必行。在各种可再生资源中,纤维素生物质是唯一可再生的碳资源,具有取之不尽用之不竭的物质基础,被普遍认为将会部分替代或补充不可再生资源。但由于纤维素的超分子结构,传统的工艺很难将其降解转化,离子液体作为一种新型的绿色溶剂,不仅能够很好地溶解纤维素,同时也是纤维素酶解反应的良好溶剂。综述了国内外离子液体对纤维素溶解、再生以及降解的近期研究成果,分析了其中存在的问题,提出了离子液体降解纤维素的发展方向。     

离子液体在纤维素研究中的应用

离子液体是一种新型的绿色溶剂,纤维素是一种可再生的生物资源,作为非衍生化纤维素溶剂,离子液体在纤维素研究中呈现出了良好的发展态势。本文综述了纤维素在离子液体溶解、再生、衍生化反应及其在生物酶催化等方面的一些研究成果。     

细菌纤维素在室温离子液体中的溶解性能

研究了细菌纤维素(BC)在绿色溶剂1-烯丙基-3-甲基氯代咪唑室温离子液体中的溶解行为,通过偏光显微镜观察了BC在此离子液体中的溶解过程,热失重(TGA)和红外光谱(FT-IR)测试了再生前后BC的性能,探索了BC在离子液体中溶解、再生的可能性和可行性.结果表明:离子液体是BC的优良溶剂,对BC的溶解属于直接溶解,不发生其他的衍生化反应;再生后BC的热稳定性变好,且离子液体可回收利用.     

离子液体溶解纤维素的研究

纤维素是一种可生物降解的天然高分子材料,由于纤维素含有大量的分子间和分子内氢键,导致纤维素难溶于水和一般的有机溶剂。现有的溶剂存在稳定性差、具有毒性、难以回收等缺点,对纤维素的加工、利用造成困难,因此,寻找新型绿色溶剂成为纤维素开发的热点和难点。离子液体是一种新型高效绿色溶剂,在一定条件下可以溶解纤维素、角蛋白等生物大分子,离子液体的出现为纤维素的溶解提供了一种环境友好、可生物降解的溶剂体系,具有广阔的应用前景。本文就不同种类离子液体溶解纤维素的溶解度以及影响溶解度的几种因素进行了综述,总结了离子液体与纤维素作用机理以及离子液体的回收方法,为纤维素的加工利用提供了理论依据和工业指导。     

纤维素在离子液体中的溶解性能及机理研究进展

综述了纤维素在离子液体中的溶解性能和机理的研究进展,总结了纤维素在离子液体中发生溶胀、溶解的物化特性;指出纤维素在离子液体中的溶解属于直接溶解,溶解温度、溶解时间、加热方式、离子液体结构及是否含水等均可影响纤维素的溶解性能;分析了离子液体体系中纤维素应用方面存在的问题,即用于溶解纤维素的离子液体种类有限,溶解机理尚无成熟和完整的理论模型,有待于进一步研究.     

新型功能化离子液体[HeEIM]Cl的合成及其对棉纤维的溶解性能

合成了离子液体氯化1-(2-羟乙基)-3-乙基-咪唑([HeEIM]Cl), 并利用FTIR和1HNMR对其化学结构进行了表征. 考察了NaOH、微波和高压等处理方式对棉纤维的结晶度、聚合度(DP)和溶解率的影响. 研究了不同的溶解温度在微波加热和传统加热条件下对棉纤维的溶解率和再生纤维素的聚合度的影响. 利用FTIR, XRD, TGA和SEM等方法分别对溶解后得到的再生纤维素的化学结构、结晶度变化、热稳定性和表观形貌进行了分析. 结果表明, 合成的离子液体对棉纤维表现出很好的溶解能力, 且在溶解和再生过程中未发生化学变化. 棉纤维在高压条件下经质量分数为30%的NaOH预处理后, 溶解性能最佳. 微波加热法的溶解效果远远优于传统加热法, 且随着温度的升高, 溶解率逐渐增大. 溶解后得到的再生纤维素的结晶度变小, 聚合度下降, 热稳定性降低.     

纤维素在新型绿色溶剂离子液体中的溶解及其应用*

近年来,离子液体作为一种极具应用前景的绿色溶剂受到越来越多的关注。纤维素是自然界中含量最丰富的可再生资源,必将成为未来最重要的工业原料之一。离子液体在纤维素化学领域的应用遵循了绿色化学中开发环境友好溶剂和利用生物可再生资源为原料这两个基本原则,大大拓展了纤维素的工业应用前景,为纤维素资源的绿色应用提供了一个崭新的平台。本文对纤维素在离子液体中溶解的研究进展及其在制备再生纤维素材料、纤维素衍生物及生物乙醇等方面的应用进行了综述。纤维素大分子的降解机理及其控制途径、纤维素晶态结构变化规律及其调控途径、纤维素与固体反应试剂的均相衍生化体系的建立及提高衍生化效率的途径等基础问题仍需要进一步深入研究。     

利用离子液体制备纤维素基气凝胶

纤维素基气凝胶材料的研究在近年来吸引了人们极大的关注,这是因为这类新型材料具有通常无机气凝胶的典型结构特点,如超轻、高孔率、高比表面积等,同时具有天然生物质材料的原料丰富、可再生、可生物降解的优点。本文首先简要介绍了纤维素基气凝胶材料及其发展概况,进而主要介绍了以离子液体为溶剂制备再生纤维素基气凝胶的研究进展,包括纤维素基气凝胶的制备方法、结构及其功能性。最后对离子液体法制备的纤维素基气凝胶材料的前景进行了简要的展望。     

离子液体对锯末中纤维素的溶解及再生研究

探讨了离子液体1-(4-磺酸基丁基)-3-甲基咪唑的硫酸氢盐(IL-1)作为催化剂,金属氯化物作为助催化剂时纤维素的水解,利用离子液体IL-1对杨木锯末中纤维素的直接溶解并再生,考察了温度、碱性溶液的浓度以及溶解时间对溶解率的影响,通过傅里叶红外光谱FT-IR、X-射线衍射仪及热失重对处理前后锯末、再生纤维素的结构、结晶性及热性能进行了研究.结果表明,温度为90℃,NaOH质量分数为6%,溶解时间为2 h时,离子液体对杨木锯末具有最佳的溶解性,溶解率可达45%左右.离子液体主要溶解杨木锯末中的纤维素,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,热稳定性能有所降低.     

含氟离子液体的研究进展

近年来人们对离子液体的兴趣不断增长。室温离子液体是一类熔点在室温附近的熔融盐,以其显著的特性在电化学、有机合成、催化、分离等领域被广泛应用。离子液体与氟化学紧密相关,离子液体中含有多种氟阴离子的烷基铵盐、咪唑盐等的合成、性质以及应用已经得到研究。离子液体的阴阳离子中氟原子数量和位置的不同,使离子液体具有不同的性质,如耐水性、耐温性、粘度、密度、表面张力、液体范围、导电性等。含氟的离子液体是离子液体的主要品种,它们凭借良好的可设计性和绿色环保的特点在当今化工工程的绿色化进程中显示出巨大的潜力和广阔的应用前景。     

离子液体1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐的制备及用于纤维素溶解纺丝的研究进展

离子液体1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐（[EMIM3Ac）可以溶解天然高分子等许多聚合物,尤其对于纤维素具有较强的溶解能力,且溶解过程基本不造成纤维素降解,故可以作为纤维素的有效溶剂,用于纤维素的溶解加工。与其它溶剂相比,[EMIM]Ac具有使用安全、不污染环境、易回收循环利用等优势,故在纤维素溶解、纺丝方面具有广阔的应...     

离子液体与生物大分子相互作用研究进展

离子液体作为一类新型绿色溶剂,因其独特的理化性质,被广泛应用于催化、有机合成、分离富集和电化学等领域。其中,离子液体在生物大分子的分离纯化、催化和降解方面显示出良好的应用前景,成为研究的热点领域之一。本文从离子液体与生物大分子的本质关系出发,对离子液体在DNA和蛋白质的分离纯化、酶的活性稳定性和天然纤维素溶解等过程中与生物大分子之间的相互作用进行了综述。     

Trimethylsilylation of Cellulose in Ionic Liquids

Trimethylsilylation of cellulose in different 1,3‐dialkylimidazolium ionic liquids (IL) with hexamethyldisilazane (HMDS) as a silylating agent was investigated. Trimethylsilyl (TMSi) cellulose with a degree of substitution (DS) greater than 1 is insoluble in the IL. The maximum DS obtained depends on the nature of the anion. Carboxylate and diethylphosphate counterions gave better results than chloride or thiocyanate, which corresponds to the solubility of HMDS in the IL. Controlled silylation with stoichiometric amounts of HMDS was feasible in imidazolium carboxylates and diethylphosphate. Analysis of the substitution pattern of the silyl groups in the anhydroglucose unit (AGU) by methylation analysis gave a more homogeneous distribution under (initially) homogeneous conditions (fewer unsubstituted AGUs, fewer trisubstituted AGUs) compared to TMSi cellulose obtained in liquid ammonia.

     

The Sonogashira Reaction in Ionic Liquids

Summary.  The Sonogashira reaction of iodobenzene with phenylacetylene in several room temperature ionic liquids was studied. A regeneration of the catalytical system immobilized in 1-butyl-3-methylimidazolium hexafluorophosphate ([bmim]PF₆) has been also investigated. The reactivity of different iodoarenes with terminal alkynes in [bmim]PF₆ was studied as well. Corresponding author. E-mail: toma@fns.uniba.sk Received September 2, 2002; accepted September 9, 2002