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纤维素在1,3-二烯丙基咪唑甲氧基乙酸盐+N-甲基吡咯烷酮混合物中的溶解

        纤维素是自然界中高度丰富的生物聚合物资源,具有生物降解性、生物相容性、无毒性等优良性能。在工业上利用这一资源对人类社会的可持续发展和减少对化石资源的依赖具有重要意义。然而,由于纤维素巨大的氢键网络,致使其极难溶解。为了解决这一问题,人们进行了大量研究。近年来开发了一些由离子液体和助溶剂组成的高效纤维素溶剂体系。
       2019年8月,河南科技大学的研究人员在《Scientific reports》报道了一种新型纤维素溶剂,通过将1,3-二烯丙基咪唑甲氧基乙酸盐([A2im][CH3OCH2COO])+N -甲基吡咯烷酮(NMP)混合作为溶剂,并利用该溶剂制备了具有不同形态结构的纤维素材料。同时,研究了NMP/[A2im][CH3OCH2COO]摩尔比对纤维素溶解度的影响以及纤维素可能的溶解机理。另外,对从[A2im][CH3OCH2COO]/NMP溶剂中再生的纤维素进行表征,测定其化学结构和热稳定性。
        通过研究发现,该溶剂对纤维素有极强的溶解能力,即使在25°C时,其溶解度也高达25.4 g/100g。纤维素的有效溶解主要归因于[CH3OCH2COO]-中的羧基氧原子与纤维素中的羟基氢以及[A2im]+中的酸性质子与纤维素中羟基氧的氢键作用。NMP的作用主要是将[A2im][CH3OCH2COO]解离为[A2im]+和[CH3OCH2COO]-。系统分析表明,纤维素材料的形态主要取决于制备方法,[A2im][CH3OCH2COO]和纤维素溶液的浓度。纤维素在溶解和再生过程中不会与[A2im][CH3OCH2COO]/NMP溶剂反应。因此,这项工作为纤维素在加工/转化的实际运用提供了可行策略。(来源:QYIM & AMSC MJ GAN 编报)

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