离子液体与水混合溶剂应用于微晶纤维素溶剂液化研究

将离子液体氯化1-丁基-3-甲基咪唑（[BMIM]C1）、水、固体酸催化剂组成的混合溶剂应用于微晶纤维素的预处理过程中,并尝试把经过预处理的微晶纤维素应用于随后的溶剂液化的研究中,对经过混合溶剂处理后的微晶纤维素进行表征分析。通过测定纤维素的聚合度、官能团基变化、热重分析、结晶结构和表面结构等对微晶纤维素结构进行比较分析。通过对苯酚溶剂液化的基本表征、残渣物的结晶结构以及生成物相对分子质量的变化了解了混合溶剂对微晶纤维素的处理效果。结果表明,通过混合离子液体[BMIM]C1和水并且添加固体酸催化剂形成新的混合溶剂体系对微晶纤维素进行预处理,发现溶剂在保留纤维素主要葡萄糖单元的同时能够有效地降低聚合度。聚合度从未处理时的190降到样品[B]C1（10）的165和样品[B]C1（10）＋NR50的151。混合溶剂对非结晶或低结晶物质具有一定的溶解能力,并且对高结晶性纤维素部分的氢键结构起到破坏作用和造成整体结晶结构的歪曲。在随后的液化过程中,处理后的纤维素液化效率有所提高,在反应2min时,固体酸加混合溶剂处理的微晶纤维素液化残渣率为19％,而未处理的液化残渣率29％。表明使用了混合溶剂添加固体酸的溶剂体系对加速液化的效果更佳,预处理对最终液化生成物的性质影响不大。     

二元离子液体强化秸秆预处理

为了提高生物质秸秆的溶解率、优化秸秆组分再分布,采用1-丁基-3-甲基咪唑氯盐([Bmim]Cl)和1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐([Emim][OAc])的二元离子液体混合体系,考察溶剂组成、反应温度和处理时间三因素对预处理的影响。结果表明,随着[Bmim]Cl在二元离子液体中摩尔比的升高,秸秆溶解率呈先上升后下降的趋势;纤维素在处理后秸秆中所占比例也遵循此规律。随着温度升高,溶解率逐渐增加,当温度超过100℃时,二元离子液体溶解液的黏度发生突变,秸秆发生变性;此外,随着处理时间的延长,溶解率逐渐升高,但是超过3 h以后,溶解效果提升并不明显。综合各因素作用效果,确定最佳反应温度为90℃,最佳处理时间3 h。在此条件下,秸秆的溶解率达到46.53%,经处理后秸秆中纤维素比例达到55.77%。     

离子液体预处理油料作物木质纤维素

选取了3种离子液体：氯化1-丁基-3-甲基咪唑([Bmim]Cl)、溴化1-丁基-3-甲基咪唑([Bmim]Br)以及氯化1-辛基-3-甲基咪唑([Omim]Cl),对油料作物木质纤维素部分：花生秸秆、花生壳以及油菜秸秆进行了预处理。对处理前后的物料进行了组分、酶解产糖以及结构分析。原料经酶解后,花生秸秆的产糖率最高(54.31%),且木质素含量最低,表明其更利于生物燃料的生产。3种离子液体中[Bmim]Cl预处理效果最好,产糖率最高可达85.43%(花生秸秆)。采用扫描电镜(SEM)和红外光谱(FT-IR)分析,花生秸秆表面最不完整,结构松散,结晶区域少。经离子液体处理后,所有物料均变得疏松多孔,表面粗糙,提高了物料的可及度。在此基础上,分析阴阳离子对于木质纤维素的溶解过程,发现氯离子和[Bmim]⁺对于纤维素的溶解影响最显著。     

离子液体；石油沥青质的新型溶剂

The dissolution of petroleum asphaltenes with ionic liquids is studied for the first time. The results show that the ionic liquids could be used as novel solvents for asphaltenes. The important parameters governing the ability of ionic liquids for dissolution of asphaltenes are discussed. It is found that, the ionic liquids based on the cations containing a conjugated aromatic core or the anions which are strong hydrogen bond acceptors are most effective, whereas the ionic liquids containing ＇non coordinating＇ anions such as [BF4]^- and [PF6]^- are nonsolvents for asphaltenes. Increase in the effective anion charge density enhances the ability of ionic liquids to break the extensive asphaltene associations and thus enhances the solubility of asphaltenes in the ionic liquid. The dissolution ability of ionic liquid decreases apparently with increasing the substituted alkyl chain length of its cationic head ring. Temperature is found to play an important role on dissolution of asphaltenes, and the dissolution can be significantly imoroved bv microwave heatinz.     

绿色溶剂离子液体在有机合成中的研究进展

概述了离子液体在有机反应中的研究进展     

负载型离子液体催化剂中离子液体的溶剂效应研究进展

针对负载离子液体催化剂中离子液体的溶剂效应方面的研究进行了综述,系统地介绍了离子液体作为催化活性中心的溶剂,以及利用离子液体的疏水特性调节催化活性中心周边微环境等方面的研究进展,以期指出负载型离子液体催化剂应用中离子液体作为替代溶剂时存在的问题及其未来发展趋势.     

离子液体预处理对桉木热解半焦结构和反应性的影响

生物质是可再生能源的理想原料,由于生物质有坚硬的木质素外壳保护而难以被有效利用。离子液体（IL）是一种绿色溶剂,可用于木质纤维素预处理从而提高其利用的效率。为了研究IL水溶液预处理对桉木热解产半焦的结构及其反应性的影响,将桉木粉经2%、4%和8%（质量）离子液体（[Bmim]Cl、[Bmim]OAc和[Bmim]H₂PO₄）水溶液在120℃下预处理2 h,然后将预处理后的桉木粉在650℃下热解。采用SEM、FTIR、XRD和Raman分析表征热解半焦的结构变化,利用热重分析仪（TGA）测定半焦与空气在450℃下的反应性。结果表明,随着预处理IL浓度的增加,半焦产率下降,半焦的晶化程度提高,在拉曼光谱中,I_D1/I_G变小,I_G/I_all变大,这表明IL预处理使半焦结构有序增大,并促进半焦中小芳香环向大芳香环聚并,因而降低了半焦的反应性。IL预处理可便捷调节热解半焦的反应性,为生物质的高值化利用提供有效的制备方法。     

绿色溶剂离子液体在化学反应中的应用

离子液体用作化学反应的溶剂，对提高化学反应速率、选择性，或实现催化剂的循环利用及产物分离都具有明显的优势，而且对许多化学反应，离子液体还具有催化功能。这对于开发新的化学工艺，实现绿色化学过程具有重要的意义。本文主要介绍离子液体在化学反应中的应用最新进展及其工业化前景。     

基于离子液体再生的纤维素热解特性

利用离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氯([Bmim]Cl)溶解PH-101微晶纤维素,通过不同的再生方法获得两种再生的纤维素,并利用XRD确定其结晶度,场发射扫描电镜(SEM)获得其形貌特征,热重(TG)分析表征其热稳定性.采用Py-GC/MS 对不同结晶度纤维素进行快速热解,并对热解挥发分进行在线分析,观察结晶度对纤维素热解特性的影响.研究表明左旋葡聚糖产率随结晶度降低而减少,而小分子产物随结晶度降低而增多.     

绿色溶剂-离子液体的合成

室温离子液体作为一类新型的环境友好的“绿色溶剂”,其物理和化学性质相对稳定．具有结构可调及可循环利用等特性,被称为绿色溶剂,已合成的离子液体己达百种以上。文章简述了室温离子液体的种类及离子液体的合成方法。     

离子液体介质中纤维素资源转化研究进展

木质纤维素是地球上最丰富的可再生有机碳资源,将其高效转化为化学品或燃料,对缓解全球能源危机和解决环境污染问题具有重要意义。离子液体因对木质纤维素具有独特的溶解性能,近年来作为新型溶剂在生物质转化中获得广泛应用。综述了离子液体用于木质纤维素预处理及化学转化的最新研究进展,包括纤维素溶解、木质纤维素组分分离、纤维素水解制葡萄糖、六碳糖及纤维素催化转化制5-羟甲基糠醛以及碳水化合物的其他转化途径等,同时对基于离子液体平台的生物质转化技术存在的挑战、未来发展趋势及工业化前景进行了展望。     

离子液体中烷基化反应研究进展

综述了离子液体中的C、O、N、S的烷基化反应研究,表明离子液体作为一种新型的绿色溶剂有效地促进了烷基化反应,显著地提高了反应的选择性和收率。     

离子液体中缩合反应研究进展

综述了离子液体中Knoevenagel、Aldol、Wittig、Pechmann、Paal-Knorr、Benzoin、Biginelli等各种缩合反应,表明离子液体作为一种新型的绿色溶剂有效地促进了缩合反应的进行,显著地提高了反应的选择性和收率。     

离子液体制备及其化工应用进展

回顾了离子液体的发展阶段及作为一种新型的绿色环保有机化合物具有的一些优异性质,如低的饱和蒸气压、良好的溶解性、热稳定性、高电导率和宽的电化学窗口等。综述了离子液体的种类、构效关系及制备方法,介绍了离子液体在萃取分离方面的应用,作为溶剂在各类常见的有机反应中的影响和优势,包括氧化反应、Friedel-Crafts反应、Diels-Alder反应、碳-碳偶联反应、酯化反应、环氧化反应等。与传统催化剂进行比较,突出了不同类型的离子液体催化剂对不同催化反应效果的优势,指出了离子液体催化剂发展的趋势。提出了离子液体今后将突出在节能减排、非均相高效催化方面的应用前景。     

Behavior of cellulose liquefaction after pretreatment using ionic liquids with water mixtures

Ionic liquid (IL)‐water mixtures were applied in cellulose pretreatment experiment and the pretreated cellulose was used in subsequent phenol liquefaction process as a new application method. Cellulose recovery rate and the average molecular weight (M_w) of pretreated cellulose were investigated to understand the influence of these mixtures on cellulose structure. X‐ray diffraction, Fourier transform infrared, gel permeation chromatograph, and scanning electron microscope were used to clarify the changes of pretreated cellulose. The liquefied residues from untreated cellulose and pretreated cellulose were considered as significant index to determine the effect of IL‐water mixtures on cellulose. Moreover, liquefied residues were initially characterized by the variation of the average M_w. It was suggested that the lower M_w of cellulose obtained in IL‐water mixtures, and the crystalline structure was disrupted. So, some cracks were found on the cellulose surface obviously. The liquefied residues result suggested that the pretreated cellulose obtained the lower residues at the same time or the same amount of residues by using the less time. The behavior of cellulose liquefaction efficiency using IL‐water mixture pretreatment was discussed. The lower M_w of cellulose was the major factor, which accelerates the cellulose phenol liquefaction process efficiency. © 2014 Wiley Periodicals, Inc. J. Appl. Polym. Sci. 2014 , 131, 40255.     

基于离子液体的生物质组分分离研究进展

生物质资源的开发利用是解决资源危机和能源危机的重要途径,但传统的生物质组分分离工艺效率较低且污染严重,极大地制约了生物质资源的高值化利用。作为一类新型溶剂,离子液体可以溶解纤维素、木质素和天然生物质材料,为生物质的组分分离及加工转化提供了有力的工具。本文简述了离子液体在生物质组分分离中的应用,包括离子液体作为溶剂直接从木质纤维素类生物质中提取分离纤维素和木质素,以及在离子液体介质中通过化学反应降解生物质来分离主要组分的方法。从离子液体优选、反应路径设计、生物质预处理、溶解条件和再生剂等方面分析了生物质组分分离工艺。成本高、效率低且容易引起二次污染是阻碍离子液体用于生物质组分分离的主要因素。为了提高生物质组分分离的经济性和绿色性,今后应着力设计低成本、低黏度、热稳定性强和低毒的离子液体,研发绿色高效的生物质组分分离工艺和离子液体再生方法。     

Protic and aprotic anionic oligomeric ionic liquids

We report on synthesis of linear and hyperbranched protic and aprotic anionic oligomeric ionic liquids (OILs). α,ω-Dicarboxy- and α,ω-disulfooligo(ethylene oxide)s, α-carboxy- and α-sulfooligo(ethylene oxide monomethyl ether)s, and di[(α-carboxyoligo(ethylene oxide monomethyl ether)] were synthesized using reaction of oligo(ethylene oxide diol) (MW 1000) and its monomethyl ether (MW 750) with phthalic-, 2-sulfobenzoic anhydride and pyromellitic dianhydride. Di- and mono-substituted anionic OILs were prepared by neutralizing these compounds with N-methylimidazole. Aprotic anionic OILs were synthesized by reaction of sodium salts of the prepared oligomeric di- and monoacids with 1,3-dimethyl imidazolium iodide. Hyperbranched protic and aprotic anionic OILs were prepared in a similar manner. The structure, thermal stability and ionic conductivity of the synthesized compounds in the range of 20–120 °C in anhydrous conditions is governed by the molecular architecture of the oligomeric chains and the type of the cation/anion moieties. OILs under study are amorphous at room temperature but some protic and aprotic linear-chain OILs prone to form a low melting temperature crystalline phase. The ionic conductivity of the synthesized OILs can be varied in broad range reaching 10⁻³ S/cm value at temperatures over 100 °C under anhydrous conditions.