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纤维素溶剂研究进展

高分子学报 2007年第10期17卷 937-944页

作者：吕昂张俐娜武汉大学化学与分子科学学院武昌430072

概述了纤维素溶剂的重要研究进展,主要包括N-甲基吗啉-N-氧化物(NMMO)在85℃以上高温可破坏纤维素分子间氢键,导致溶解;氯化锂/二甲基乙酰胺(LiCl/DMAc)在100℃以上可溶解纤维素;1-丁基-3-甲基咪唑盐酸盐([BMIM]Cl)和1-烯丙基-3-甲基咪... 详细信息

概述了纤维素溶剂的重要研究进展,主要包括N-甲基吗啉-N-氧化物(NMMO)在85℃以上高温可破坏纤维素分子间氢键,导致溶解;氯化锂/二甲基乙酰胺(LiCl/DMAc)在100℃以上可溶解纤维素;1-丁基-3-甲基咪唑盐酸盐([BMIM]Cl)和1-烯丙基-3-甲基咪唑盐酸盐([AMIM]Cl)离子液体,含强氢键受体Cl-离子,通过它们与纤维素羟基作用而引起溶解.氨基甲酸酯体系则是通过尿素与纤维素在100℃以上反应转变为纤维素氨基甲酸酯,然后再溶解于NaOH水溶液中;氢氧化钠/水体系,只能溶解结晶度和聚合度较低的纤维素;NaOH/尿素、NaOH/硫脲和LiOH/尿素水溶液体系,它们预冷至-5^-12℃后可迅速溶解纤维素.主要是通过低温产生小分子和大分子间新的氢键网络结构,导致纤维素分子内和分子间氢键的破坏而溶解,同时尿素或者硫脲作为包合物客体阻止纤维素分子自聚集使纤维素溶液较稳定.低温溶解技术不仅突破了加热溶解的传统方法,而且可推进化学"绿色化"进程.共引用参考文献50篇.

关键词：纤维素溶剂溶解机理纤维氢键

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天然纤维素溶剂体系的研究进展

纸和造纸 2009年第12期28卷 26-31页

作者：邢宗陈均志教育部轻化工助剂化学与技术重点实验室陕西科技大学西安710021

概述纤维素溶剂的研究进展,介绍衍生物法和直接溶解法两大类纤维素溶剂。衍生物溶剂主要包括氢氧化钠/CS2、多聚甲醛/二甲基亚砜等。该类溶剂都是先与纤维素反应生成纤维素衍生物,然后将衍生物溶解。直接溶解法包括了传统的碱/硫脲/水... 详细信息

概述纤维素溶剂的研究进展,介绍衍生物法和直接溶解法两大类纤维素溶剂。衍生物溶剂主要包括氢氧化钠/CS2、多聚甲醛/二甲基亚砜等。该类溶剂都是先与纤维素反应生成纤维素衍生物,然后将衍生物溶解。直接溶解法包括了传统的碱/硫脲/水体系、碱/尿素/水体系,以及新型纤维素溶剂NMMO、离子液体等,这类溶剂溶解纤维素的过程都为物理过程。比较了不同体系的溶解机理以及优缺点。

关键词：纤维素溶剂离子液体衍生物纤维素溶液

基于纤维素溶剂的木质纤维素预处理及其酶解性能的研究

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基于纤维素溶剂的木质纤维素预处理及其酶解性能的研究

作者：魏薇江苏大学

学位级别：硕士

木质纤维素是地球上储量最大的可再生资源,利用木质纤维素制备生物乙醇是缓解环境和能源问题的重要途径之一。在长期的自然进化过程中,植物细胞壁形成了抵御酶降解及外部微生物的复杂结构。由于底物结构及酶解过程体系的复杂性,传统预... 详细信息

木质纤维素是地球上储量最大的可再生资源,利用木质纤维素制备生物乙醇是缓解环境和能源问题的重要途径之一。在长期的自然进化过程中,植物细胞壁形成了抵御酶降解及外部微生物的复杂结构。由于底物结构及酶解过程体系的复杂性,传统预处理方式存在着效率低和能耗高等缺点。与传统预处理相比,基于纤维素溶剂的木质纤维素预处理方法在预处理条件和预处理效果等方面具有一定的优势。本论文使用纤维素溶剂对玉米秸秆进行预处理,通过对比不同纤维素溶剂的预处理效果,筛选出适用于玉米秸秆的预处理方法,从经过高效预处理的玉米秸秆中提取木质素,初步探索预处理对木质素物理化学结构的影响;进一步扩大筛选出的纤维素溶剂的适用范围,研究其对麦秆的预处理效果,同时分析预处理液固比对预处理效果的影响;对传统的预处理与酶解糖化工艺进行改良,提出利用预处理与酶解糖化“一锅法”制备可发酵糖的方法,探究该方法可行性,并与传统“分步法”进行对比,分析其优越性。本论文的主要研究成果归纳如下:(1)酸性和碱性纤维素溶剂预处理后,玉米秸秆的酶解转化率都得到了大幅提升。它们都是通过破坏纤维素分子内和分子间的氢键,从而破坏纤维素的刚性结构,同时去除玉米秸秆中一定量的半纤维素和木质素,降低生物质的顽抗性,提高酶解糖化效果。与85%浓磷酸相比,低温NaOH/尿素溶液对玉米秸秆预处理效果较好。其中,在酶加载量为15 FPU/g底物的条件下,酶解24 h后,葡聚糖可以完全转化为葡萄糖。(2)85%浓磷酸预处理后,底物中存在大量的木质素,虽然纤维素结晶度降低较多,但没有获得较高的酶解转化率。研究表明,与纤维素结晶度相比,木质素对玉米秸秆酶解糖化的效果影响较大。通过对木质素的初步探索发现,低温NaOH/尿素预处理后的木质素“核心”结构没有被破坏,含有较多的化学活性基团,可能具有较好的化学活性。(3)低温NaOH/尿素溶液对麦秆同样具有良好的预处理效果。在酶加载量为15 FPU/g底物条件下,酶解糖化48 h,葡聚糖转化率可达95%,木聚糖转化率为84%。不同预处理液固比对麦秆中纤维素结晶度具有一定影响,但对麦秆的化学成分和酶解性能没有显著影响,这为高固载量预处理生物质的进一步研究提供了参考。(4)低温NaOH/尿素预处理与酶解糖化“一锅法”是可行的。最优预处理与酶解糖化条件下,葡聚糖与木聚糖的酶解转化率均可达到90%以上。“一锅法”可以产生比传统“分步法”更多的可发酵糖,其产生的可发酵糖占原料中总糖的90.24%,明显高于传统“分步法”的73.17%。低温NaOH/尿素预处理液中不含有如糠醛和5-羟甲基糠醛发酵抑制物,该方法具有广阔的应用前景。

关键词：纤维素溶剂玉米秸秆麦秆预处理酶解糖化 “一锅法”

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离子液体纤维素溶剂的产业化进展

纤维素科学与技术 2023年第2期31卷 71-78页

作者：方黎锋浙江肯特催化材料科技有限公司浙江杭州311200

从离子液体用作纤维素溶剂的优势出发,介绍了已工业化的离子液体纤维素材料项目,详细综述了离子液体用于再生纤维素纤维、再生纤维素膜和纤维素复合材料的工业化进展,比较了1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐、1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐、四丁基... 详细信息

从离子液体用作纤维素溶剂的优势出发,介绍了已工业化的离子液体纤维素材料项目,详细综述了离子液体用于再生纤维素纤维、再生纤维素膜和纤维素复合材料的工业化进展,比较了1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐、1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐、四丁基醋酸铵等离子液体在工业上使用的可行性,分析了溶剂用离子液体工艺上的难点并提出优化对策,最后展望了纤维素溶剂用离子液体的发展。

关键词：离子液体纤维素溶剂四丁基醋酸铵 1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐 1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐

基于纤维素溶剂的木质纤维素预处理方法的研究进展

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造纸科学与技术 2015年第5期34卷 15-19,26页

作者：王钱钱魏薇孙建中刘玉江苏大学环境与安全工程学院生物质能源研究所江苏镇江212013 齐鲁工业大学制浆造纸科学与技术教育部重点实验室山东济南250353

纤维素溶剂能够极大的减弱纤维素分子间以及分子内氢键,降低结晶度,改变纤维素的晶体结构,从而导致纤维素溶解。和传统预处理方式相比,纤维素溶剂预处理具有预处理条件温和、效果好,反应不产生或者很少产生酶解发酵抑制物等优点;然而,... 详细信息

纤维素溶剂能够极大的减弱纤维素分子间以及分子内氢键,降低结晶度,改变纤维素的晶体结构,从而导致纤维素溶解。和传统预处理方式相比,纤维素溶剂预处理具有预处理条件温和、效果好,反应不产生或者很少产生酶解发酵抑制物等优点;然而,纤维素溶剂预处理仍然存在溶剂价格高、回用相对困难,难以实现大规模工业化生产等问题。通过对几种新型纤维素溶剂溶解纤维素机理的分析,介绍了纤维素溶剂在木质纤维素预处理中的应用,为纤维素溶剂运用于木质纤维素预处理中的相关研究提供一定的参考。

关键词：纤维素溶剂木质纤维素预处理氢键

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生产纤维素纤维的纤维素溶剂体系

人造纤维 2016年第4期46卷 28-32,12页

作者：吴涛保定天鹅新型纤维制造有限公司河北保定071055

由于纤维素的超分子结构,很难溶于一般溶剂,制约了纤维素纤维工业的发展。因此纤维素溶剂在纤维素纤维工业以及研究中占据重要地位。本文介绍了国内外关于纤维素溶剂的研究情况,以及我国纤维素纤维工艺现状。

关键词：纤维素溶剂衍生物间接溶解法直接溶解法 N-甲基吗啉-N-氧化物离子液体

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纤维素新溶剂体系

化纤与纺织技术 1988年第3期 54-56页

作者： H.Herlinger 张瑞文

二烃基酰胺溶剂和尿素溶剂: 除二甲基甲酰胺/氯化锂(DMF/LiCl)体系可用作纤维素溶剂之外,还发现N—甲基吡咯烷酮/氯化锂(NMP/LiCl)体系也能溶解纤维素。这类溶剂属于纤维素生成络合物而溶解,其溶液状态经核磁共振光谱分析,证明存在有三... 详细信息

二烃基酰胺溶剂和尿素溶剂: 除二甲基甲酰胺/氯化锂(DMF/LiCl)体系可用作纤维素溶剂之外,还发现N—甲基吡咯烷酮/氯化锂(NMP/LiCl)体系也能溶解纤维素。这类溶剂属于纤维素生成络合物而溶解,其溶液状态经核磁共振光谱分析,证明存在有三种不同的结构形式(图1)。NMP/LiCl与DMA/LiCl溶剂体系相比,二者的区别在于前者所溶解的纤维素溶液粘度较高。我们在研究中发现,如果氯化锂换成溴化锂,也能实现纤维素的溶解,但所必需的溴

关键词：纤维素络合物 DMA NMP 甲基尿素配位化合物链烷基氮化物溶剂体系纤维素溶液纤维素溶剂

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基于纤维素的气凝胶材料

化学进展 2014年第5期26卷 796-809页

作者：马书荣米勤勇余坚何嘉松张军北京分子科学国家实验室中国科学院化学研究所工程塑料重点实验室北京100190

纤维素是自然界中储量最为丰富的一种天然高分子。作为继无机气凝胶和合成聚合物气凝胶之后的第三代气凝胶,纤维素基气凝胶材料兼具绿色可再生的纤维素材料和多孔气凝胶材料两者的优点,成为纤维素材料研究与应用中的一个热点。本文梳理... 详细信息

纤维素是自然界中储量最为丰富的一种天然高分子。作为继无机气凝胶和合成聚合物气凝胶之后的第三代气凝胶,纤维素基气凝胶材料兼具绿色可再生的纤维素材料和多孔气凝胶材料两者的优点,成为纤维素材料研究与应用中的一个热点。本文梳理了纤维素基气凝胶材料的发展脉络,综述了纤维素基气凝胶材料的研究进展。重点对纤维素基气凝胶的制备方法进行了总结,包括基于含水溶剂和无水溶剂的纤维素直接溶解法及源自植物纤维素和细菌纤维素的纤维素纳米纤维的水相分散法。介绍了纤维素基气凝胶力学性能的提高和功能性开发的最新研究结果。最后对纤维素基气凝胶材料的发展前景和研究方向进行了展望。

关键词：纤维素气凝胶纤维素溶剂功能化

功能性再生纤维素复合膜的制备及性能研究进展

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化工进展 2016年第2期35卷 341-351页

作者：王晶晶王钱钱张超群孙建中江苏大学生物质能源研究所江苏镇江212013

纤维素是自然界中储量最大的天然高分子化合物,被认为是未来能源和化工的主要原料。然而,天然纤维素聚合度高、结晶度高的特性,使其难以溶于常规溶剂,极大限制了纤维素的应用。近年来,人们发现了多种新型纤维素溶剂体系,本文简要介绍了... 详细信息

纤维素是自然界中储量最大的天然高分子化合物,被认为是未来能源和化工的主要原料。然而,天然纤维素聚合度高、结晶度高的特性,使其难以溶于常规溶剂,极大限制了纤维素的应用。近年来,人们发现了多种新型纤维素溶剂体系,本文简要介绍了基于新型纤维素溶剂体系制备而来的再生纤维素膜以及一系列功能性再生纤维素基有机/无机复合膜材料。通过新型纤维素溶剂体系溶解再生得到的再生纤维素基复合膜在多孔性、热稳定性、强度等性能方面得到一定程度的改善,有望应用于包装、污水处理、传感器、生物医学等领域。本文基于再生纤维素膜及其复合膜材料的最新研究进展,对今后发展的热点方向进行了展望,旨在为纤维素溶解和功能性再生纤维素新材料的开发提供参考。

关键词：纤维素溶剂再生纤维素膜复合膜功能性