离子液体在天然高分子壳聚糖中的应用研究

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1、万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得一丞洼王些盍堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谓{意。学位论文作者签名：场身彖斩签字日期：纱房年乡月7Z同学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解丞洼王些态堂有关保留、使用学位论文的规定。特授权云洼王些盔堂可以将学位论文的全部或

2、部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。(保密的学位论文在解密后适用本授权说明)．学位论文作者签名：二写裂象轷导师签名：与武派良签字日期：劢厅年多月肜日签字日期：汐髟年乡月／2日万方数据学位论文的主要创新点一、以卜羧甲基一3～甲基咪唑氯盐([IMIM-COOH]CI)水溶液作为溶剂溶解壳聚糖来制备均相透明的壳聚糖溶液，这种咪唑型离子盐水溶液可在低温和短时问内溶解壳聚糖，而不使壳聚糖的分子量和晶格结

3、构发生太大的变化，与传统的醋酸、盐酸等无机酸溶解壳聚糖不同，这种离子盐可回收，腐蚀性低，不污染环境，符合绿色化学的概念。二、以fIMIM-COOH]CI-壳聚糖均相溶液为原料来制备致密壳聚糖膜，并用此壳聚糖膜吸附铜离子。选用合适的壳聚糖量制备出的壳聚糖膜有着良好的断裂伸长率、拉伸强度、透光率与吸水性能，并且由于壳聚糖分子链上有伯胺基团，使得壳聚糖膜可以对水中游离的Cu2+进行吸附，解决了水的污染问题。与其它分离膜相比，壳聚糖膜具有易分解、原料储量丰富、不污染环境、制备简单等优点。三、以酸性离子液体

4、阻Ⅶ删HS04水溶液为溶剂和催化剂在高温高压的水热条件下对壳聚糖进行降解制备5．HMF。首先采用自然界来源广泛的壳聚糖为原料替代石化燃料制备5-HMF，拓宽了5-HMF的制备途径。其次，水热法与传统的加热法相比，可创造出一种高温高压的亚临界环境，使得5．HMF的制备时间缩短，产率提升。最后，酸性离子液体【HⅦM]HSO。由于具有较小的空间位阻，可较轻易地进入壳聚糖分子链之间，破坏原有的氢键，促使壳聚糖溶解；而且这种离子液体在氯化镁为协同催化剂的情况下，可以较好的催化壳聚糖转化成5一HMF，并且这种

5、催化剂体系可以回收循环利用，符合绿色化学的目标。总之，这是一种新型的制备5一HMF的方法，为5-HMF的制备提供了重要的研究数据。万方数据摘要当今科学技术不断发展，人们越来越依赖化石燃料的消耗。但化石资源是一种不可再生资源，它的价格正在逐渐上升。同时，大量化石燃料的消耗将会导致很多负面影响，包括温室效应、海水酸化和环境污染等。因此，人们迫切需要寻找一种可持续的绿色资源来代替化石资源生产化学品。壳聚糖是一种自然界储量丰富的含氮有机化合物，但其不溶于常见的有机溶剂中，这在一定程度上限制了它的广泛应用。

6、离子液体作为一种新型的绿色溶剂，近年来以其独特的特性开始在生物质资源的的应用领域崭露头角。主要研究内容如下：本文首先合成了一种咪唑型离子盐[IMIM．COOHICl，在常压下直接溶解壳聚糖，并对影响溶解的因素(如溶解温度、溶解时间、离子盐浓度)进行了考察。实验结果表明，[IMIM—COOH]C1水溶液可以在50。C，l小时内很好地溶解壳聚糖而不使其晶格结构和分子量发生很大的改变。此外，本文利用[IMIM—COOH]Cl-壳聚糖溶液体系制备致密壳聚糖膜，先选用合适的壳聚糖溶液浓度和凝固浴来制做壳聚糖

7、膜。随后对壳聚糖膜的拉伸强度、断裂伸长率、透光率、吸水性进行测试，从中选取最佳的壳聚糖膜制备浓度。进而对Cu2+进行吸附试验，并用扫描电镜表征壳聚糖膜的表面、截面结构。最后，本文选用9种不同的离子液体水溶液作为溶剂和催化剂在水热条件对壳聚糖进行降解制备5一HMF，其中[HMIMIHS04表现出最佳的效果。对影响反应的因素如反应温度、反应时间、离子液体浓度、壳聚糖用量和水用量进行了深入的探讨。在180。C的油浴加热条件下，100mg的壳聚糖在4wt％的[I-IMIM]HS04水溶液中于高压水热釜中反

8、应5h，可以得到28．6m01％的5一HMF。对不同分子量的壳聚糖进行讨论，发现低分子量的壳聚糖易于转化。另外对该反应的反应机理进行了探讨，对此催化体系的重复利用性也进行了研究。为了提高5-HMF的产率，本文又选取了数种Lewis酸作为协同催化剂来与[HMIM]HS04共同催化壳聚糖制各5-HMF，100t001％的MgCl2·6H20可以较好地将5．HMF的产率提高到30．6moP,4。虽然5．HMF的转化产率并不是很高，但本文证明了利用绿色化学途径将壳聚糖制备成有用化学物质的可