摘要:
纤维素是地球上最丰富的生物可再生和可生物降解资源。然而,由于其在溶剂中的溶解效率低,纤维素的应用范围受到限制。因此,开发新型纤维素溶剂仍然是一个活跃的研究领域。在本研究中,通过将1-丁基-3-甲基咪唑阳离子[C4mim]+与布朗斯特碱阴离子[CH3COO]−、[HSCH2COO]−、[HCOO]−、[(C6H5)COO]−、[H2NCH2COO]−、[HOCH2COO]−、[CH3CHOHCOO]−和[N(CN)2]−结合合成了一系列离子液体(ILs)。确定了微晶纤维素(MCC)在这些离子液体中的溶解度与温度的关系。通过1H NMR和溶剂色变紫外/可见光探针研究了阴离子结构对纤维素溶解度的影响。结果发现,纤维素的溶解度几乎与离子液体中阴离子的氢键接受能力的提高呈线性增加。同时,采用将1.0wt%的锂盐添加到[C4mim][CH3COO]中开发了新型的[C4mim][CH3COO]/锂盐(LiCl、LiBr、LiAc、LiNO3或LiClO4)溶剂系统。研究表明,锂盐的添加显著提高了纤维素的溶解度。这一现象通过13C NMR谱进行了研究,结果表明,纤维素的溶解度提高源于锂离子与纤维素羟基氧O(3)的相互作用破坏了分子间氢键O(6)H⋯O(3)。此外,通过扫描电子显微镜、热重分析和傅里叶变换红外光谱对从离子液体中再生的纤维素材料进行了表征,并测定了原始和再生纤维素材料的聚合度。再生纤维素表现出良好的热稳定性。预计上述信息对设计新型离子液体和基于离子液体的纤维素溶剂系统具有重要意义。