论文部分内容阅读
随着石油价格的上升和环境保护法规的相继出台,这一切都会加快可再生资源的利用和拓宽可再生资源利用的领域。因此,来自于动植物的生物质类有机高分子有可能成为未来的主要化工原料,并在材料领域有广泛的应用前景。从可再生生物质资源尤其是木质纤维素类生物质出发,制备新型平台化合物越来越引起关注。木质纤维素资源的转化利用已成为必然趋势,而在木质纤维素功能转化中预处理技术起着非常重要的作用。本研究论文拟从预处理技术的思想出发,围绕绿色溶剂离子液体中生物质转化这一目标,开展以下重点两个方面研究工作。(一)针对原料组分做基础分析,并确立合理的分析方案;合成[BMIM]Cl离子液体,以木屑为研究对象,研究其对木屑的溶解性能。实验结果表明:在实验范围内,松木屑在[BMIM]Cl中的溶解程度随着溶解时间的延长而增大,100-120目原料在8h内溶解率高达26.1%,但溶解时间过长溶液颜色加深,甚至发生碳化。由于木材自身生理结构,离子液体对其不同成分的溶解过程有所区别。综纤维素在样品未溶部分中的质量百分比高于溶解部分,且随着样品溶解时间的延长,在未溶部分中的综纤维素含量会升高。通过FT-IR、SEM对溶解前后的松木屑结构进行了表征,表明在溶解过程中离子液体未对松木屑各组分结构造成影响。(二)以[BMIM]Cl离子液体为共溶剂,在可控的条件下,将离子液体纤维溶液与功能材料进行共混,采用湿法成型技术,制备了不同质量比的纤维素纤维复合材料,并对材料的性能进行考察研究。通过力学测试、FT-IR、SEM等手段对其结构、性能进行了分析。结果表明:随着功能材料加入量的升高,纤维的取向度和结晶度下降,纤维的断裂强度下降,复合纤维表面纤丝结构的有序性降低。其中纳米TiO2/纤维素纤维表现出应有的光催化活性,达到我们预期目的。[BMIM]Cl离子液体作为分离木质纤维素的溶剂,可以有效破除木质纤维素生理结构,实现纤维素的提取,并且保持纤维素的结构不被破坏。离子液体在整个提取过程中,可以回收利用,符合绿色化学理念。另一方面,[BMIM]Cl离子液体作为共溶剂,可以实现共混材料很好的微观尺度混合,并且离子液体最终可以完全从材料中溶出。