離子液體溶解和處理纖維素制備新材料報告人：馬懷軍導師：林勵吾院士田志堅研究員

2005.10SeminarII離子液體溶解和處理纖維素制備新材料報告人：馬懷軍2005.11提綱前言纖維素的介紹離子液的介紹纖維素在離子液中的溶解纖維素在離子液中溶解后在催化中的應用離子液的回收引用文獻提綱前言2前言石化原料的不可再生性以及國際原油價格的不斷飆升，加之綠色化學的要求，同時人們對運輸燃料的需求越來越大，使得許多國際能源機構成員國已采取或正在制定未來更多地使用運輸用生物燃料的政策。預計到2020年，用甘蔗生產的生物燃料可取代世界10%的汽油和3%的柴油。有些國家正在進行利用蔗糖、玉米轉化為生物燃料的研究。同時美國等一些國家正在研究新的轉化技術：一是將纖維素轉化為糖，然后將糖轉化為乙醇；二是用氣化和熱化學方法轉化生物質。纖維素的特點：潔凈、大量、惰性、無毒、可再生性、生物可降解、不會占用糧食生產。在許多國家，大量的作物和廢品可以得到使用而不用減少糧食作物的生產，用過剩的纖維素而不是用玉米或蔗糖，更不是用化石燃料作為原料轉化為乙醇。使用這種新方法，在轉化過程中幾乎不需要投入化石能源。但是，需要先進的轉化技術將纖維素有效地轉化成乙醇和其它燃料，如合成柴油、天然氣或效益成本比高的氫。國際能源組織的成員國家正在研究這兩大領域。前言石化原料的不可再生性以及國際原油價格的不斷飆升，加3纖維素廣泛存在的氫鍵是影響纖維素溶解的最重要因素纖維素廣泛存在的氫鍵是影響纖維素溶解的最重要因素4離子液離子液體是指熔點在室溫附近（一般低于373K）的低溫熔融鹽離子液體是由有機陽離子和無機陰離子組成的離子型化合物陽離子有四類：烷基季銨離子[NRxH4-x]+、烷基季膦離子[PRxH4-x]、1、3-二烷基取代的咪唑離子[R1R3im]+和烷基取代的嘧啶離子[Rpy]+。陰離子有兩類：鹵離子和BF4-、PF6-、CF3SO3-、(CF3SO2)N-、C3F7COO-、C4F9SO3-等。離子液體的特性：低熔點、高沸點；熱穩定性高；低蒸氣壓；寬電化學窗口；極性、溶解性能可調；酸堿性可調R2=methylR1=ethyl,emimClR1=propyl,pmimClR1=butyl,bmimClR1=amyl,C5mimCl離子液離子液體是指熔點在室溫附近（一般低于373K）的低溫熔5纖維素在離子液中的溶解傳統的溶劑：CS2、NMNO、DMAc/LiCl、H3PO4等，但是不夠綠色。1934年，Graenecher提出熔融的N-乙基氯化嘧啶可以用來溶解纖維素。近幾年，RobinD.Rogers小組成功地篩選了合適的離子液，能夠有效的溶解纖維素，并且很好的開展了后續的應用工作。榮獲2005年美國綠色化學總統挑戰獎學術獎。綠色化學的兩項原理：開發環境友好溶劑、采用生物可再生原料制備新材料國內，北京化學所、北京航空航天大學進行了相關的研究RobinD.Rogers纖維素在離子液中的溶解傳統的溶劑：CS2、NMNO、6纖維素在離子液中的溶解纖維素在離子液中的溶解7

纖維素在離子液中的溶解纖維素在離子液中的溶解8纖維素在離子液中的溶解纖維素在離子液中的溶解9纖維素在離子液中的溶解直接制備成纖維素的膜、棒或小球；通過特殊的離子液溶解-再生處理程序固載生物酶作為催化劑；在離子液中徹底水解得到葡萄糖、乳酸等作為化工原料。纖維素在離子液中的溶解直接制備成纖維素的膜、棒或小球；10處理前和再生后的纖維素的SEM處理前再生后處理前和再生后的纖維素的SEM處理前再生后11處理前和再生后的纖維素的SEM處理前和再生后的纖維素的SEM12纖維素經離子液溶解-再生后作為生物酶的載體纖維素經離子液溶解-再生后作為生物酶的載體13纖維素經離子液溶解-再生后作為生物酶的載體纖維素經離子液溶解-再生后作為生物酶的載體14纖維素經離子液溶解-再生后作為生物酶的載體纖維素經離子液溶解-再生后作為生物酶的載體15纖維素在離子液中的水解RobinD。Rogers小組開展了這方面的工作，在離子業中利用纖維素水解酶能夠得到完全的水解，但是還沒有發表。Thankyouforyournicenote.Cellulosecanindeedbedecomposedinacontrolledmanner,ifthatisthegoal.Wehaveapplicationsbothfornobreakdownandwithbreakdown.Wehavenotpublishedtheseresultsyet.纖維素在離子液中的水解RobinD。Rogers小組開展16離子液的回收鹽析法減壓蒸餾（旋轉蒸發儀）離子液的回收鹽析法減壓蒸餾（旋轉蒸發儀）17引用文獻1.TurnerM.B.,SpearS.K.,HuddlestonJ.G.,HokbreyJ.D.andRogersR.D.GreenChem.2003,5(4):443-4472.TurnerM.B.,SpearS.K.,HuddlestonJ.G.,HokbreyJ.D.andRogersR.D.Biomacromolecules2004,5(4):1379-13843.MoulthropJ.S.,SwatloskiR.P.,MoynaG..andRogersR.D.Chem.Commun.2005,(12):1557-15594.TurnerM.B.,SpearS.K.,HuddlestonJ.G.,HokbreyJ.D.,DalyD.T.andRogersR.D.Biomacromolecules2005,6(6):2497-25025.BoerstoelH.,MaatmanH.,WesterinkJ.B.andKoendersB.M.Polymer200142:7371-73796.SwatloskiR.P.,SpearS.K.,HokbreyJ.D.andRogersR.D.J.Am.Chem.Soc.2002,124,4974-49757.ZhangH.,WuJ.,ZhangJ.,etal.Macromolecules200538(20):8272-82778.WuJ.,ZhangJ.,ZhangH.,etal.Biomacromolecules20045(2):266-2689．閔恩澤石油學報200521（3）：25-2810.盧澤湘，袁霞，吳劍，王良芥，羅和安化學世界2005（3）：148-15011．李春雷，周永昌安徽工業大學學報22（1）：25-29引用文獻1.TurnerM.B.,SpearS.K.,18引用文獻12.VasudervanV.N.,RajenderS.V.TetrahedronLett.200243:5381-538313.PierreBonh?te,Ana-PaulaDias,NicholasPapageorgiou,KuppuswamyKalyanasundaram,andMichaelGr?tzelInorg.Chem.199635: