离子液体中纤维素均相酰化反应动力学及离子液体的回收—循环利用研究

【摘要】：随着石油、煤等不可再生资源的日益枯竭,纤维素以其来源广泛,储量丰富,以及可再生性引起了人们的广泛关注。特别是通过改性来制备功能化纤维素产品越来越得到人们喜爱。其中纤维素酯作为纤维素一种改性产品已经得到广泛应用。由于纤维素具有较强的分子内和分子间氢键及较高的结晶度,使得其在普通条件下同其他试剂的反应很难进行。近年来发现的新型溶剂离子液体,以其良好热稳定性、极低蒸汽压低、不可燃性引起了人们的青睐,特别是它对纤维素表现出优异的溶解性能,为纤维素均相衍生化反应提供了一个新的思路,大大提高了纤维素的衍生化反应效率和可控性。 目前实验室中对于离子液体中纤维素均相酰化技术研究已经日渐成熟,为了更好的控制反应条件,提高反应速率,同时,为纤维素酯离子液体均相法大规模生产提供参考依据,本文以离子液体1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐(AmimCl)为反应媒介,以木浆粕纤维素为原料,研究了离子液体中纤维素与酸酐均相酰化反应的动力学,通过实验考察了不同纤维素初始羟基浓度,不同反应温度对酰化反应速率的影响,结果表明随着离子液体中纤维素羟基浓度的增大和反应温度的增高,纤维素酰化反应的速率都呈增大趋势。通过实验得到了纤维素均相酰化反应的动力学方程,得到了纤维素乙酐酰化及乙酐、丁酐混合酸酐酰化反应的反应级数均为1,表观活化能则分别为19.03 kJ·mol~(-1)和20.04kJ·mol~(-1)。 最后,本文还研究了离子液体的回收和循环利用,以解决工业大规模生产中离子液体成本较高的问题。本文利用常规减压蒸馏结合分子蒸馏技术对纤维素均相乙酐酰化及均相乙酐、丁酐混合酰化反应后离子液体溶剂进行了回收—循环利用,考察了分子蒸馏过程中各种操作参数如蒸发温度、操作压力和进料速率等对回收离子液体纯度的影响,并通过正交实验优化得到了最佳的回收工艺条件,通过分析表征,结果表明回收的离子液体具有良好的再反应性能,循环利用所得产品同新鲜离子液体所得产品性质一致。

【学位授予单位】：广西民族大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TQ352