离子液体处理纤维素

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1、离子液体处理纤维素研究化学工艺常庆辉一、纤维素简介二、纤维素应用三、离子液体简介四、纤维素溶解方法简介五、结语纤维素（cellulose）是由葡萄糖分子通过β-1,4-糖苷键连接而形成的葡聚糖。通常含数千个葡萄糖单位，是植物细胞壁的主要成分。不溶于水及一般有机溶剂。是植物细胞壁的主要成分。纤维素是自然界中分布最广、含量最多的一种多糖，占植物界碳含量的50%以上。棉花的纤维素含量接近100%，为天然的最纯纤维素来源。一般木材中，纤维素占40～50%，还有10～30%的半纤维素和20～30%的木质素。返回纤维素的性质1、溶解性常

2、温下，纤维素既不溶于水，又不溶于一般的有机溶剂，如酒精、乙醚、丙酮、苯等。它也不溶于稀碱溶液中。因此，在常温下，它是比较稳定的，这是因为纤维素分子之间存在氢键力。2、纤维素水解在一定条件下，纤维素与水发生反应。反应时氧桥断裂，同时水分子加入，纤维素由长链分子变成短链分子，直至氧桥全部断裂，变成葡萄糖。3、纤维素氧化纤维素与氧化剂发生化学反映，生成一系列与原来纤维素结构不同的物质，这样的反应过程，成为纤维素氧化纤维素不溶于水和乙醇、乙醚等有机溶剂，能溶于铜氨Cu(NH3）4（OH）2溶液和铜乙二胺[NH2CH2CH2NH2]C

3、u（OH）2溶液等。水可使纤维素发生有限溶胀，某些酸、碱和盐的水溶液可渗入纤维结晶区，产生无限溶胀，使纤维素溶解。纤维素加热到约150℃时不发生显著变化，超过这温度会由于脱水而逐渐焦化。纤维素与较浓的无机酸起水解作用生成葡萄糖等，与较浓的苛性碱溶液作用生成碱纤维素，与强氧化剂作用生成氧化纤维素。返回2.1从纤维素制备乙醇一般，天然纤维索制备乙醇的过程主要包括3个阶段，可由图2表示。首先对原料进行预处理。预处理是指溶解和分离生物质主要成分中的一种和几种：纤维素、半纤维素、木质素和其他可溶性物质。预处理可以降低纤维素的分子质量，

4、打开其密集的晶状结构，以利于进一步的分解和转化。预处理过程中，半纤维素通常直接被水解成单糖(木糖、阿拉伯糖等)，剩下的不溶物质主要是纤维素和木质素。其中，利用纤维素制备乙醇是—个研究重点。通常需经过3个步骤才可以从纤维素制得乙醇：由于天然纤维素原料的结构非常复杂，必须经过处理使其降解成为小分子糖才能被微生物所利用，所以第一阶段需通过物理的、化学的或酶技术将纤维素聚合物降解为单糖；第二阶段是微生物(一般采用酵母)将糖转化为乙醇；第三阶段是通过蒸馏回收乙醇2.2从纤维素制备氢气迄今为止，生物制取处理的对象主要为含糖和淀粉类碳水化

5、合物的有机废水，对于含纤维素类生物质的生物制氢，例如农副产品下脚料、农作物秸秆等的生物制取研究则甚少报道。我国是传统的农业大国，生物质资源极为丰富，除少量被用在饲料外，大多被废弃或焚烧，不仅造成资源的浪费。也造成严重的环境污染问题。如能将这些可再生的生物质资源转化为氢能，不仅可以减少由于生物质废弃物的堆积、焚烧所造成的环境污染问题，还可降低人们对于化石矿物燃料等一次性资源的依赖程度。2.3从纤维素制备生物柴油生物柴油燃料又称为“阳光燃料”，是以动植物油脂为原料经过化学酯化反应制得的改性脂肪酸单酯，包括脂肪酸甲酯、脂肪酸乙酯和

6、脂肪酸丙酯等。它具有与从石油中炼制的柴油相似的燃烧特性，故被称为生物柴油。与石油柴油相比．生物柴油具有很多优点，如较好的低温发动机启动性能、较好的润滑性能；燃烧残留物呈微酸性，使发动机机油的使用寿命延长；硫含量低，使得二氧化硫和硫化物的排放低；燃烧后废气中微小颗粒物含量低，不含对环境会造成污染的芳香族烷烃；含氧量高，使其燃烧时排烟量减少；生物分解性高，有利于环境保护。可见，生物柴油是清洁的可再生能源，是一种典型的“绿色能源”，大力发展生物柴油对经济可持续发展．推进能源替代，减轻环境压力．控制城市大气污染具有重要的战略意义。返

7、回3.1离子液体的定义离子液体即在室温或室温附近温度下呈液态的由离子构成的物质，又称为室温离子液体（roomtemperatureionicliquid）、室温熔融盐（roomtemperaturemoltensalts)、有机离子液体等，目前还无统一的名称，但倾向于简称离子液体。在离子化合物中，阴阳离子之间的作用力为库仑力，其大小与阴阳离子的电荷数量及半径有关，离子半径越大，它们之间的作用力越小，这种离子化合物的熔点就越低。某些离子化合物的阴阳离子体积很大，结构松散，导致它们之间的作用力较低，以至于熔点接近室温。3.2离子

8、液体的特点与传统溶剂相比，离子液体具有如下特性：（1）液体状态温度范围宽，其熔点在-96～300℃，且具有良好的物理和化学稳定性；（2）通常无色无臭，蒸汽压低，不易挥发，消除了有机物质挥发而导致的环境污染问题；（3）对大量的无机和有机物质具有良好的溶解能力，并具有溶剂和催化剂的双重功能，可