离子液体中纤维素溶解和再生的微量热

利用等温微量热仪测量1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐离子液体中纤维素溶解和再生微量热,并采用傅里叶红外光谱、X射线衍射分析了再生纤维素结构变化。随着纤维素质量分数增高,溶解焓和再生混合焓均呈先增大后减少趋势。质量分数3%纤维素溶解时,溶解焓值最大(-158.65 J/g);从质量分数1%溶液中纤维素再生时,再生混合焓值最高(-19.24 kJ/g)。溶解焓、再生混合焓与纤维素质量分数之间是非线性关系,说明溶解和再生过程的非理想性。纤维素质量分数显著影响溶解和再生过程热力学特征、再生纤维素氢键模式和晶体结构。

磺化纤维素吸附剂的制备及其对咪唑离子液体的吸附性能研究

为了开发低成本、环境友好的离子液体吸附材料,在均相体系中,以微晶纤维素为基材,过硫酸铵为引发剂,甲基丙烯酸甲酯为单体,制备了纤维素接枝共聚物,再通过磺化作用制备了磺化纤维素(CMS)吸附剂。通过傅里叶变换红外光谱仪表征了CMS的结构,研究了反应温度、单体用量对接枝率的影响以及吸附时间、pH、吸附剂用量对1-丁基-3-甲基咪唑氯盐([Bmim]Cl)的吸附性能。结果表明:在吸附时间为45min、吸附剂用量为20mg、溶液pH=6.8条件下,CMS对[Bmim]Cl的吸附效果较好。

离子液体体系纤维素气凝胶的制备和结构调控

以棉纤维素为原料、离子液体为溶解体系,获得纤维素均相溶液制备纤维素气凝胶。以1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐作为溶剂体系、棉纤维素浓度为2%、聚合度为1500时,采用叔丁醇作为置换溶剂,经真空冷冻干燥得到的纤维素气凝胶比表面积可达288.7310 m^(2)/g,孔容、孔径分别为2.2528 cm^(3)/g、30.94 nm,并结合BET、SEM、XRD、FTIR、TG等表征分析研究了离子液体类型、干燥方式、纤维素聚合度、纤维素浓度、溶剂置换类型对纤维素气凝胶微观结构的影响。

棉浆纤维素/质子型离子液体溶液的流变行为

为实现棉浆纤维素的绿色、高效溶解,促进其高值化利用,以质子型离子液体([DBNH][Lev])为溶剂,制备了5种不同质量分数的纤维素/[DBNH][Lev]溶液;借助核磁共振技术研究了纤维素在离子液体中的溶解机制,测定了纤维素溶液在不同条件下的稳态和动态流变行为,讨论了纤维素含量、温度和剪切速率等对均相聚合物溶液黏度的影响规律。结果表明:纤维素/[DBNH][Lev]溶液为典型的假塑性流体,对温度具有敏感性,且黏度随温度升高而降低;此外,该溶液在高频率下出现凝胶点,存在黏性流动为主的类液态向弹性形变为主的类固态转变,且温度越高转变点越向低频区移动,这为纤维素在离子液体中的流变响应提供理论基础,并对后续的纤维素加工工艺(如涂层、纺丝)提供技术指导。

蔗渣纤维素在离子液体中的溶解与再生

以蔗渣纤维素为原料,在1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐([Amim]Cl)离子液体中,制备出蔗渣纤维素再生膜。通过偏光显微镜观察了蔗渣纤维素的溶解过程,采用红外光谱、扫描电镜、X射线衍射、热重及力学性能等分析测试手段,对蔗渣纤维素及再生膜进行表征,结果表明:未经活化的蔗渣纤维素可快速、直接溶解在离子液体中,再生前后蔗渣纤维素发生了从纤维素Ⅰ到纤维素Ⅱ的晶型转变,蔗渣纤维素再生膜具有致密的结构,热力学稳定性达到292℃,拉伸强度高达144MPa。

离子液体对纤维素溶解性能的研究进展

纤维素是自然界含量最丰富的可再生资源,开发一种具有应用前景、环境友好、生物可降解的新型绿色溶剂成为近年来的一项主要任务。离子液体作为纤维素的非衍生化溶剂,在纤维素研究中呈现出了良好的发展态势。综述了国内外离子液体对纤维素溶解、再生的近期研究成果,分析了纤维素在溶解过程中存在的问题,并探讨了纤维素的溶解机理,提出了离子液体溶解纤维素的发展方向。

1-烯丙基,3-甲基咪唑室温离子液体的合成及其对纤维素溶解性能的初步研究

A novel room-temperature ionic liquid (RTIL),1-allyl,3-methylimidazolium chloride (［AMIM］Cl),was synthesized,ch aracterized and used for dissolving cellulose.The solubility of cellulose in ［ AMIM］Cl was better than in 1-butyl,3-methylimidazolium (［BMIM］Cl).The pris tine cellulose and two cellulose samples regenerated from ［AMIM］Cl and ［BMIM ］Cl solutions were compared by FTIR,WAXD and TGA measurements.Results show t hat these two RTILs are non-derivatizing solvents for cellulose.After regenera tion from RTIL solutions,the crystalline form of cellulose films is completely transformed from cellulose Ⅰ to cellulose Ⅱ.Compared to pristine cellulose,t he regenerated cellulose exhibits a lower onset temperature of thermal decomposi tion,with a higher char yield.

功能化离子液体对纤维素的溶解性能研究

功能化离子液体氯化1-(2-羟乙基)-3-甲基咪唑盐是纤维素的新型良溶剂,在70℃时微晶纤维素的溶解能力达到5%～7%。向离子液体纤维素溶液中加入去离子水可获得再生纤维素。用XRD,FT-IR和TGA对再生纤维素进行了表征,IR和XRD数据表明,功能化离子液体是纤维素的直接溶剂,但TGA数据则表明再生纤维素的热稳定性有所降低,热失重残留物有所增加。对溶解机理进行了初步讨论。

纤维素在离子液体[AMMor]Cl／[AMIM]Cl混合溶剂中的溶解性能

研究了纤维素在混配离子液体N-甲基-N-烯丙基吗啉氯盐[AMMor]Cl/3-甲基-1-烯丙基咪唑氯盐[AMIM]Cl中的溶解性能,结果表明,[AMMor]Cl/[AMIM]Cl混配溶剂能有效溶解天然纤维素,且在相同条件下,溶解能力要优于离子液体[AMIM]Cl;随着溶解温度的升高,溶解时间大大缩短.利用FTIR,XRD和TGA方法分析了再生纤维素的化学结构和热稳定性,结果表明,未经活化的纤维素可直接溶于[AMMor]Cl/[AMIM]Cl而不发生其它衍生化反应,且天然纤维素在该溶剂体系中纤维素聚合度下降较小.

玉米秸秆纤维素在离子液体中的溶解再生研究

以玉米秸秆纤维素为原料,在离子液体1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐(AMIMCl)和1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐(EMIMAc)中成功地制备了性能优异的再生纤维素膜材料。对再生纤维素膜进行了FTIR、SEM、WAXD和力学性能、热力学性能等表征。结果表明,AMIMCl和EMIMAc都是玉米秸秆纤维素的非衍生化优良溶剂;在溶解过程中发生了从纤维素Ⅰ到纤维素Ⅱ的晶型转变;再生秸秆纤维素膜结构均匀致密,力学性能高,在AMIMCl和EMIMAc中再生的玉米秸秆纤维素膜的力学强度分别达119 MPa和47 MPa;再生玉米秸秆纤维素膜的热力学稳定性高,初始热分解温度高于250℃。本文实际上提供了在离子液体中,从农业废弃物中生产再生纤维素材料的清洁工艺。

离子液体[bmim]Cl对甘蔗渣中纤维素的溶解与再生

研究了利用离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氯盐([bmim]Cl)对甘蔗渣中的纤维素直接溶解并再生,考察了温度、NaOH浓度以及溶解时间对溶解率的影响,同时分别通过FT-IR、X射线衍射及热失重对再生纤维素的结构、结晶性及热性能进行了研究。实验表明:温度80℃、NaOH浓度为1%、溶解时间为1.5 h时,离子液体[bmim]Cl对甘蔗渣有最好的溶解性,溶解率可达到48%。离子液体主要溶解甘蔗渣中的纤维素,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,热稳定性能同纯纤维素相比有所降低。

咪唑类离子液体溶解纤维素的研究进展

纤维素作为一种最丰富的可再生自然资源具有很好的开发前景,但由于纤维素多氢键的超分子结构,致使其不溶于普通的有机溶剂,限制了其应用。而离子液体的出现为纤维素的应用提供了一个广阔的平台。本文综述了纤维素在咪唑类离子液体中的溶解性能及可能的溶解机理。总结指出阴离子为Cl-、CH3CHOO-和(MeO)RPO2-的离子液体对纤维素有较好的溶解能力;而烷基咪唑酯盐因一步合成、热稳定性好且溶解工艺简单等优点占有很大优势;咪唑阳离子的结构对溶解性也有很大影响。最后展望了该领域的发展前景。

离子液体中纤维素的溶解及再生特性

探讨了不同来源纤维素在离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氯代盐([bmim]Cl)中的溶解性能,并采用红外光谱、X-射线衍射及热重分析等手段对木浆纤维素在离子液体[bmim]Cl中溶解和再生前后的结构变化进行了分析。结果表明,未经活化的纤维素可直接溶解于离子液体[bmim]Cl而不发生其它衍生化反应,原纤维素聚合度越低,溶解越容易。再生纤维素分子量较原纤维素有所降低,结晶状态由纤维素Ⅰ转变为纤维素Ⅱ,再生后纤维素热分解温度降低,热稳定性略有下降。

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。

吡啶类离子液体的合成及对纤维素溶解性能的研究

采用一步法合成N-烯丙基吡啶氯盐离子液体([APy]Cl),测定其相溶性和吸水率,利用核磁共振氢谱(1H-NMR)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、质谱(MS)和热分析系统(DSC-TGA)对其化学结构和热稳定性进行分析;并测定对纤维素的溶解能力。结果表明,[APy]Cl为纤维素的优良溶剂,在120℃时对棉浆粕纤维素(聚合度DP=556)的溶解度可达到19.71%,脱脂棉纤维素(DP=1971)可达15.29%。利用FT-IR、X射线衍射仪(XRD)和DSC-TGA对再生前后纤维素进行表征,结果表明该离子液体为纤维素的直接溶剂,可将晶型由Ⅰ型转变为Ⅱ型。

纤维素在离子液体溶剂中溶解性能的研究进展

离子液体以其熔点低、蒸气压小、酸性可调及良好的溶解性能、黏度、密度等优异的理化特性成为纤维素的新型溶剂。离子液体与传统的纤维素溶剂相比,具有低挥发性、可回收利用、热性质稳定的优点,避免了有机溶剂所造成的污染。介绍了纤维素在离子液体溶剂体系中的溶解、再生和衍生的研究进展。

咪唑类离子液体对微晶纤维素溶解性能的初步研究

合成了一种新的咪唑类离子液体———二氯二(3,3′-二甲基)咪唑基亚砜盐([(M Im)2SO]C l2),并对该离子液体溶解微晶纤维素的溶解性能进行了初步研究。通过正交试验考察了不同因素对溶解性能的影响,最佳的试验条件为:15%NaOH溶液活化纤维素,离子液体溶解纤维素的温度为80℃,溶解时间60 m in,离子液体在不含水条件下进行实验。结果表明,该离子液体对微晶纤维素具有一定的溶解性能。同时对溶解机理进行了初步讨论。

纤维素在离子液体1-丁基-3-甲基-咪唑乙酸盐中的溶解性能

研究了纤维素在离子液体1-丁基-3-甲基-咪唑乙酸盐([BMIM]CH3COO)中的溶解性能。结果表明,[BMIM]CH3COO对天然纤维素有较好的溶解能力,再生得到纤维素膜;随着溶解温度的升高,溶解时间大大缩短。采用红外光谱(FT-IR)、热质量损失分析(TGA)、X-射线衍射(XRD)等对再生前后纤维素进行了表征。结果表明:未经活化的纤维素可直接溶于[BMIM]CH3COO中而不发生其他衍生化反应;溶解再生后的纤维素发生了晶型的变化;热稳定性有所降低;聚合度也有所下降。

磷酸酯类离子液体对纤维素溶解性能的研究

采用一步法合成了两种磷酸酯类离子液体:1,3-二甲基咪唑磷酸二甲酯盐([MMIM]DMP)和1-乙基-3-甲基咪唑磷酸二乙酯盐([EMIM]DEP),并比较了它们对纤维素的溶解性能。结果表明,两种离子液体均能在一定条件下溶解纤维素,而[EMIM]DEP表现出较优的溶解能力,再生得到纤维素膜;随着溶解温度的升高,溶解时间缩短。采用红外光谱(FT-IR)、热重失重(TGA)分析、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等对再生前后的纤维素进行了表征。结果表明,未经活化的纤维素可直接溶于离子液体中而不发生其它衍生化反应;溶解再生后的纤维素晶型发生变化;经[EMIM]DEP溶解再生后纤维素热稳定性和聚合度下降较小,再生纤维素膜结构致密均一。