纤维素的绿色溶解体系.docx

纤维素的绿色溶解体系张效敏1 ，2锦1 *朱( 1 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 宁波 31500 ; 2 安徽职业技术学院 合肥230051 )摘 要 纤维素是一种天然的可再 生 资 源，将其溶解是对其有效利用的关键。 本 文从溶解机理的角度 对环境友好的非反应型纤 维 素 溶 剂，包括无机溶剂和有机溶剂体系，进 行 了 重 点 介 绍。 无机溶剂体系包括 碱 / 尿素 / 水体系、碱 / 硫脲 / 水体系等，其是在低温下通过尿素或硫脲小分子形成稳定的氢键网络包裹自由的 纤维素大分子，使之不能相互结合，从而使碱不断打开纤维素分子间、分子内氢键获得更多的自 由 纤 维 素 分 子，并最终使其溶解。 有机溶剂体系包括胺氧化物和离子液体，其是通过电子给予体和电子接受体与纤维 素 羟基作用实现纤维素的溶解。关键词 纤维素 非反应 溶解 离子液体 N-甲基氧化吗啉Green Dissolution System of CelluloseZhang Xiaomin1 ，2 ，Zhu Jin1 *( 1 The Ningbo Institute of Material Technology and Engineering，Ningbo 31500 ;2 Department of Material Engineering; Anhui Vocational and Technical College，Hefei 230051 )Abstract Cellulose is a naturally renewable resource. Its dissolution is the key to its effective utilization. Fromdissolution mechanism，the various non-reactive inorganic and organic solvent systems especially the environment- friendly non-reactive solvent systems for dissolving cellulose effectively were reviewed. The inorganic solvent systems include alkaline / urea / water system，alkaline / thiourea / water system and so on. In these systems at low temperature a stable hydrogen bond network was formed by the small molecule of urea or thiourea form to prevent free cellulose molecules from aggregating each other and the intermolecular and intramolecular hydrogen bonds of cellulose were broken down by alkali，so that the cellulose could be dissolved continuously. The organic solvent systems include amine oxide and ionic liquid，in which the cellulose was dissolved through the interaction between electron donor and electron acceptor of the solvent with the hydroxyl of the cellulose.Keywords Cellulose，Non-reactive，Dissolution，Ionic liquid，NMMO纤维素是一种廉价的可再生资源。 据科学家估计，每年通过光合作用得到的纤维素超过 1000 亿吨，超过现在的石油储藏量。利用纤维素代替石油获得可持续发展的化工原料，是一种可行并有广阔应 用前景的技术路线。纤维素水解成葡萄糖，然后通过发酵生产乙醇是当前的热点研究课题之一。最近， 美国两个实验室同时在 Nature 和 Science［1 ，2 ］上报道了如图 1 、图 2 所示的直接利用化学催化剂将多糖 转化为生物燃料并获得多种重要化合物的科研成果。这种以纤维素为起始原料，通过化学反应制备、生 产小分子的方法易于控制，切实可行，为其作为原材料