离子液体法新型再生纤维素纤维的研究

离子液体在纤维素预处理中的研究进展摘要：纤维素是地球上含量丰富的可再生能源物质，其转化可以解决当前社会多种资源短缺问题，受到了大家关注。

离子液体作为新型溶剂对纤维素有良好的溶解性能，并能对其转化起到促进作用。

本文综述了离子液体在纤维素预处理中的研究进展，以期为离子液体与纤维素预处理的进一步研究提供帮助。

关键词：离子液体；纤维素；纤维素再生The Ionic Liquid Pretreatment of Cellulose Abstract: Cellulose is the most abundant renewable energy source in the world. Everyone concerned about use cellulose can solve a variety of the current shortage of social resources. As a new ionic liquid solvent to dissolve cellulose has a good performance, and can play a role in promoting its transformation. This paper reviews the research progress of ionic liquid pretreatment of cellulose, in order to provide help for further study of ionic liquid pretreatment of cellulose.Keywords: ionic liquid; cellulo; regenerated cellulose纤维素类物质是自然界分布最广、含量最丰富的碳源物质，木材、棉花、麦秆、稻草等都是纤维素的丰富来源，正因为纤维素的存在十分广泛，其转化、利用对解决目前世界的能源危机、粮食短缺、环境污染等问题具有重要的意义。

纤维素离子液体中溶解及抗溶剂下再生性能研究
郑敏佳;杜春燕;伏兰兰;韦雅智;俞婉圳;胡洁豪;巨朝阳
【期刊名称】《化工生产与技术》
【年(卷),期】2022(28)5
【摘要】为了对比不同离子液体在纤维素中的溶解效果及不同抗溶剂下的再生效果,研究了纤维素在不同咪唑基离子液体中的溶解及再生实验,并对再生后的纤维素进行表征。

结果表明,离子液体对纤维素的溶解是一个物理过程,纤维素再生前后的晶型由I型向II型发生转变。

纤维素在[Emim]OAc离子液体中100℃、95 min,其溶解率为100%。

不同离子液体溶解效果为
[Emim]OAc>[Bmim]Cl>[Amim]Cl>[Emim]Cl;当加入不同抗溶剂中再生,其再生效果高到低排序依次为水>甲醇>乙醇。

此部分研究对纤维素溶解以及再生利用具有一定的基础指导意义。

【总页数】5页(P14-17)
【作者】郑敏佳;杜春燕;伏兰兰;韦雅智;俞婉圳;胡洁豪;巨朝阳
【作者单位】衢州学院化学与材料工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TQ352.62
【相关文献】
1.离子液体[Amim]Cl中玉米秸秆纤维素的溶解再生性能
2.半纤维素在离子液体中的溶解和再生过程研究
3.离子液体[Amim]Cl中纤维素的溶解性能及纤维素再生成
膜4.纤维素在离子液体中的溶解及再生纤维素的结晶结构的研究5.柞蚕丝/纤维素在离子液体中的溶解及再生纤维的结构与性能
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收稿:2008年10月,收修改稿:2008年11月　3国家自然科学基金项目(N o.30871994,30430550,30710103906)、教育部博士点基金新教师项目(N o.20070561040)和广东省自然科学基金项目(N o.8451064101000409)资助33C orresponding author e 2mail :ch fliu @纤维素在新型绿色溶剂离子液体中的溶解及其应用3刘传富33　张爱萍　李维英　孙润仓(华南理工大学制浆造纸工程国家重点实验室　广州510640)摘　要　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进一步深入研究。

关键词　纤维素　离子液体　溶解　再生纤维素材料　纤维素衍生物　生物乙醇中图分类号:O64514;T Q352179　文献标识码:A 文章编号:10052281X (2009)0921800207Dissolution of Cellulose in N ovel G reen Solvent IonicLiquids and Its ApplicationLiu Chuanf u33　Zhang Aiping Li Weiying Sun Runcang(State K ey Laboratory of Pulp and Paper Engineering ,S outh China University of T echnology ,G uangzhou 510640,China )Abstract I onic liquids as a class of promising s olvents have attracted much attention in recent years.Cellulose is the m ost abundant bio 2renewable res ource in the w orld and w ould be the m ost promising feedstock for industry in the future.Diss olution of cellulose in ionic liquids combines tw o major green chemistry principles ,using environmentally preferable s olvents and bio 2renewable feedstocks ,and has opened a novel platform for the green utilization of cellulose materials.The progress in diss olution of cellulose with ionic liquids and its application for the preparation of regenerated cellulose com posites ,cellulose derivatives ,and bio 2ethanol are reviewed.M ore scrutinized studies on the fundamentals ,such as the mechanism of diss olution and degradation of cellulose macrom olecules ,trans formation of cellulose crystalline structure ,and the hom ogeneous chemical m odification of cellulose with s olid reagents ,have to be further investigated to develop new bio 2polymers and prosper the industry.K ey w ords cellulose ;ionic liquids ;diss olution ;regenerated cellulose com posites ;cellulose derivatives ;bio 2ethanolContents1　Introduction2　Diss olution of cellulose in ionic liquids3　Preparation of regenerated cellulose com posites inionic liquids第21卷第9期2009年9月化　学　进　展PROG RESS I N CHE MISTRYV ol.21N o.9　Sep.,20094　Preparation of cellulose derivatives in ionic liquids5　Application of ionic liquids in the preparation of bio2 ethanol from cellulosic res ources6　Prospects1　概述在我国《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006—2020年)》中指出[1],农林生物质综合开发利用是今后国家重点发展领域———农业中的优先发展主题。

离子液体中木质纤维素生物质的溶解及再生材料的结构和性能离子液体中木质纤维素生物质的溶解及再生材料的结构和性能随着人们对可持续发展和环境保护的重视，生物质作为一种非常重要的可再生资源，受到了广泛关注。

其中，木质纤维素作为生物质的主要成分之一，具有丰富的资源和多样的性质，在材料科学领域具有广阔的应用前景。

然而，木质纤维素的高结晶性和难溶性限制了其进一步的应用。

为了解决这个问题，离子液体作为一种绿色和环保的溶剂，逐渐引起了研究人员的关注。

离子液体是一种无机或有机盐的液态盐，其特点是具有较低的熔点和高的化学稳定性。

由于其独特的结构和性质，离子液体可以溶解许多传统溶剂无法溶解的物质，包括木质纤维素。

研究人员发现，将木质纤维素生物质与离子液体相互作用，可以使木质纤维素部分或完全溶解在离子液体中，形成类似于溶胶的结构。

这种溶解方式可以有效地改变木质纤维素的晶体结构，使其更易于加工和利用。

离子液体中木质纤维素的溶解机制涉及到离子液体与木质纤维素之间的相互作用。

木质纤维素主要由纤维素和半纤维素组成，这些天然高分子化合物与离子液体中的阳离子和阴离子之间形成氢键和电荷相互作用。

这些相互作用可以破坏纤维素和半纤维素之间的氢键，破坏木质纤维素的结晶结构，从而促进其溶解。

此外，离子液体还具有较低的速度和较大的表面张力，有利于溶解过程的进行。

离子液体中木质纤维素的溶解为制备再生材料提供了新的途径。

溶解后的木质纤维素可以通过各种方法得到再生材料，例如纤维制备、凝胶制备和纳米纤维制备等。

在纤维制备中，离子液体中的木质纤维素可以通过纺丝或喷丝技术形成纤维，用于制备纺织品、过滤材料和生物医学材料等。

在凝胶制备中，木质纤维素可以与离子液体中的其他组分共同形成凝胶，用于制备可降解的包装材料和生物吸附剂等。

在纳米纤维制备中，木质纤维素可以被溶解在离子液体中，并通过电纺或喷射电化学沉积等技术制备出具有高比表面积和孔隙结构的纳米纤维，用于制备超级电容器、传感器和催化剂等。

离子液体法纺制纤维素纤维及中空纤维膜的研究的开题报告题目：离子液体法纺制纤维素纤维及中空纤维膜的研究一、研究背景随着环境污染问题的加剧和化学纤维对健康的潜在危害越来越受到人们的关注，纤维素纤维越来越受到人们的重视。

纤维素纤维具有生物可降解、可再生等优点，同时具备化学纤维的高强度和耐磨性，因此被广泛用于制备纺织品、纸张、医疗敷料等领域。

离子液体是一类具有无机盐或有机盐离子对的液体，由于其独特的物理和化学性质，已经被广泛应用于纳米材料、生物医学、化学合成等领域。

纤维素在离子液体中的溶解性和可控性也得到了广泛研究，因此在离子液体中纺制纤维素纤维和中空纤维膜具有很大的发展前景。

二、研究目的和意义本研究旨在采用离子液体法纺制纤维素纤维及制备中空纤维膜，实现纤维素的高效利用和增加其在生物医学和纺织品领域中的应用价值。

具体实现离子液体对纤维素分子的调控、有机溶剂对溶液的影响，探究纤维素溶液的特性、纤维素纺丝的可行性、纤维素纤维性能的测试、中空纤维膜的制备与性能分析等内容。

三、研究内容和方案1、纤维素的制备与性质测试（1）采用化学法从植物原料中制备纤维素；（2）对制备的纤维素进行物理和化学性质测试。

2、离子液体溶液中纤维素的溶解性和可控性研究（1）筛选适合纤维素溶解的离子液体；（2）探究溶液中离子液体的浓度对纤维素分子的调控情况。

3、纤维素纺丝与中空纤维膜制备（1）探究有机溶剂对溶液的影响；（2）纤维素纺丝过程中温度、气流速度、纺丝距离等参数的优化；（3）中空纤维膜的制备与性能分析。

4、纤维素纤维及中空纤维膜的性能测试（1）对纤维素纤维和中空纤维膜的表面形貌和结构进行扫描电镜观察；（2）对纤维素纤维和中空纤维膜的力学性能、孔径、渗透性进行测试。

四、研究预期结果预计可以得到纤维素纺制中采用离子液体法的最佳方案，制备出具有独特结构和性能的纤维素纤维和中空纤维膜，并实现其在生物医学和纺织品领域中的应用。

五、研究进度安排1、整理相关文献，熟悉相关理论知识及实验技术，预计用时1周。

132中国纤检 2018年 7月球人口不断增长造成棉花严重短缺，究其原因是消费者倾向购买棉纤维类织物。

因此，设计师们对独特、新颖、新型的织物材料需求也在不断增长，消费者对该类织物的需求也不断增加，最终导致纺织品替代物的需求高涨。

以纤维素为基础的织物具有优良的品质和独特的优点，为其在时尚界立足创立了新的商机。

世界各国都在参与，共同开发基于纤维素的新型纤维织物，最终研制出由植物物质和离子性液体制成的织物。

预计到2030年纺织纤维的人均年需求可达133.5米，因此有必要用离子性液体开发纤维素纤维，以制造可持续使用的织物。

这些新型纤维保留了其他纤维素纤维的所有特性，比如吸汗性、导湿性、耐久性和透气性。

这些并不是合成纤维的特性，因此全球对天然纤维和人造纤维的需求预计将增长33%~37%。

到2030年，纤维素纤维的人均消耗量将从3.7千克增加到5.4千克。

但是，单纯靠生产棉花不能满足这一巨大需求，因此，随着离子性液体开发的新型纤维素纤维不断发展，更多这样的纤维能满足需求，而不影响棉花的自然特性。

这种新型纤维素纤维生产环保，持有“绿色纺织”理念的支持者们定会感到满意。

芬兰开发的新纤维素织物是之前织物的升级版。

和其他纤维素织物一样，这种新织物不是简单的木质纤维，而是经离子性液体制造加工后的纤维素纤维，即经离子性液体在纸浆中溶化成浆，然后再将这些纸浆加工成纤维，之后纺成纱线。

这种特殊的纺纱工艺十分适用于从木材中生产纤维素纤维，因此它是棉花和粘胶的良好替代品。

新开发的织物比粘胶纤维更耐久且具有较高保湿性。

该纤维具有内在优势，可使织物适用于服装行业；同时也作为复合材料的增强成分之一，适用于各种制造业所需纤维。

除了这些性质外，最重要的是要注意到生产粘胶的过程需要碳二硫化物和氢氧化钠，因此产生了硫氧化物和二氢硫化物。

全球具有废物回收系统的制造单位数量较少，因此难以避免化学排放物对环境造成影响。

好在这种新型织物的制造过程中，离子性液体通过蒸发可完全回收，纤维素浆也不会浪费，完全变成纤维。

咪唑类离子液体中纤维素的溶解XXX（西安交通大学化工程与技术学院陕西西安710049）摘要近年来，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。

本文综述了离子液体的发展历史、咪唑类离子液体性能和制备、以及其中纤维素的溶解行为，包括纤维素溶解度的影响凶素、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。

关键词咪唑类离子液体纤维素溶解再生1 引言目前，世界范围内的能源需求不断增长，而石油作为最重要的能源却是不可再生的。

在未来的50年，石油产品将急剧下降，因此开发新型可替代能源是近几年研究的热点。

木质纤维素类生物质是地球上最丰富的可再生资源，每年产量大约为12⨯吨。

其主要成分包括纤维素、半纤维素和木质素，其中纤维素的1.510含量占一半以上。

纤维素在一定的条件下可以水解为还原糖，得到的还原糖可以发酵制得燃料乙醇。

因此如果利用纤维素制取燃料乙醇的工艺能够实现，不仅可以降低乙醇的生产成本，还能解决能源的短缺问题。

美国能源部门指出与汽油相比，纤维素乙醇燃料燃烧释放的温室气体减少85%。

然而，目前纤维素作为生物代用燃料仍然具有很大的挑战性。

与淀粉的1,4a-糖昔链相比，纤维素的声1, 4糖营链的结晶度更高，纤维素在水中和大部分有机溶剂中都无法溶解，这样使得纤维素的降解和转换的效率较低且加工消耗很大。

从20世纪70年代以来，国内外开发传统的纤维素溶剂包括：/,LiCl N N-二甲LiCl N-甲基-2-毗咯烷酮(NMP)，LiCl/l, 3-二甲基-2-咪唑基乙酸钱(DMAc)，/琳酮(DMI)，DMSO/仲甲醛(PF)，N-甲基吗琳-N-氧(NMMO)，氢氧化物熔融盐(423LiClO H Oor 22LiSCN H O )和金属络合物水溶液等。