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功能化离子液体作为溶剂和催化剂在生物高分子中的应用

马浩  
【摘要】:功能化离子液体是指在阴阳离子中引入一个或多个官能团或离子液体阴阳离子本身具有特定的结构而赋予或使得离子液体具有某种特殊功能或特性。功能化离子液体作为离子液体的一个重要分支,充分利用了离子液体的“可设计性”,针对特定的应用目的或实际需要而合成的,比传统离子液体具有更高选择性和实用性。羟基功能化离子液体氯化1-(2-羟乙基)-3-甲基咪唑盐([HeMIM]C1)与氯功能化离子液体氯化1-(2-氯乙基)-3-甲基咪唑盐([CeMIM]C1)是两种结构较为简单的功能化离子液体。本文研究了氯化1-(2-羟乙基)-3-甲基咪唑盐作为纤维素的溶剂在纤维素复合材料中的应用,研究了氯化1-(2-氯乙基)-3-甲基咪唑盐作为溶剂溶解丝素蛋白的性能,并进一步研究了该离子液体作为催化剂在纤维素这类生物质中应用。具体研究内容如下: 一,以羟基功能化离子液体[HeMIM]C1为纤维素的非衍生化溶剂溶解碱化纤维素,并以此为基础制备了纤维素/壳聚糖复合材料,纤维素水凝胶,全纤维素复合材料。并研究这几种材料的相关性能。通过研究发现功能化离子液体能有效的溶解碱化纤维素,不能有效溶解原纤维素,该离子液体的这一特性为制备全纤维素复合材料提供了可能。通过该方法制备的材料有望成为潜在的医用材料; 二,研究了氯功能化离子液体[CeMIM]C1作为溶剂对脱胶蚕丝的溶解性能。结果发现,该离子液体是丝素蛋白的优良溶剂,能有效的溶解脱胶蚕丝。为丝素蛋白的进一步应用提供了另一有效的途经; 三,研究了氯功能化离子液体[CeMIM]C1作为溶剂和催化剂在催化转化果糖和纤维素为5-羟甲基糠醛的应用。结果发现,该离子液体能在较温和的条件下催化转化果糖为5-羟甲基糠醛,而不能有效的催化转化纤维素为5-羟甲基糠醛。这一新奇的发现为生物质的转化利用技术提供了新的方法。


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