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纖維素在咪唑基雙鹽離子液體中的溶解

2024-08-13 13:47:52 sh默尼 21

纖維素廉價、無毒、可再生,是地球上最豐富的可以從植物中提取的聚合物。然而,纖維素龐大的氫鍵網(wǎng)絡和組織有序的結構妨礙了框架中溶劑分子的滲透,使其不溶于水等常見溶劑。為了將纖維素應用于實際,有必要將其轉化為水溶性衍生物。


近年來,離子液體(ILs)被用作纖維素溶解和衍生化的介質。ILs具有化學穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性、蒸氣壓可忽略不計等特點,可以直接溶解纖維素而不改變其結構。

目前,已有研究報道纖維素可以有效溶解在1-丁基-3-甲基咪唑氯鹽([C4mim]Cl)中,其原因是來自纖維素-OH的質子和ILCl離子之間可以形成廣泛的氫鍵。

通過改變IL的陰離子種類、烷基鏈長度和陽離子結構,可以調節(jié)IL的性質。陰離子和陽離子種類的變化對離子動力學有顯著影響,特別是對室溫離子的“離子性”有顯著影響。離子性的修飾直接影響到IL的氫鍵能力,烷基鏈長度的變化也會影響IL的特性,而烷基鏈長度的變化又會改變IL各組分之間相互作用的類型。IL體系中的相互作用由離子和離子、聚集體和團簇之間的靜電力的協(xié)同相互作用控制。這些相互作用會改變IL的粘度,從而影響纖維素的溶解速率。

基于以上考慮,達卡大學Md. Abu Bin Hasan Susan團隊提出了通過雙鹽離子液體(DSILs)的概念來修飾和操縱IL介質,從而最大限度地減少單一IL的限制。選用商業(yè)纖維素(CC)粉、黃麻硫酸鹽漿(KP)和預水解黃麻硫酸鹽漿(PHKP)作為纖維素來源,進行溶解實驗。溶解的纖維素通過控制加入抗溶劑(水)進行再生。

  該研究對纖維素在雙鹽離子液體(DSILs)中的溶解進行了詳細的研究,并與單組分離子液體(ILs)中的溶解進行了比較。證明了DSILsILs體系上顯示出更高的纖維素溶解度,并且具有作為化學方法處理纖維素的潛力。

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