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文献共享第四期||纤维素在绿色电解质环碳酸酯中的溶解
每年植物通过光合作用产生数以千亿吨的纤维素，可以说纤维素是一种取之不尽、用之不竭的可再生资源，同时有具有完全可生物降解、易改性、生物相容性好等特点。纤维素的材料化是一项历史悠久的研究课题，但是在全球经济、社会发展所面临的日益严峻的资源、能源短缺以及环境污染等问题的大背景下，研究纤维素加工与转化新技术、新方法，开发环境友好的能源、化学品及材料，对于发展循环经济、建设资源节约型和环境友好型社会具有重要意义由于自身聚集态结构的特点（较高的结晶度、分子间和分子内存在强氢键作用），纤维素不能熔融，也很难溶解于常规溶剂，这极大地限制了纤维素材料的开发与利用。
近期，国际刊物《Chemistry Select》发表了我校材料与冶金学院，高分子材料与工程系谢海波教授课题组在纤维素绿色高效溶解制备纤维素膜材料及衍生化材料的最新研究成果，2014级硕士研究生袁霞为第一作者。
环碳酸丙烯酯是通过环氧丙烷与CO2反应生成的一类基于CO2的绿色电解质，研究发现，其本身不能溶解纤维素，当往环碳酸丙烯酯中加入少量（20% mol）的1-乙基-3-甲基-咪唑醋酸盐离子液体时，形成的新的电解质体系能在温和条件下溶解>10 wt%的纤维素（80 oC, 0.5h。离子液体是一类由有机阳离子和无机或有机阴离子组成的盐，特定结构的离子液体对纤维素等天然高分子具有良好的溶解能力，但是存在价格较高，回收利用及分离纯化复杂等缺点。此项研究工作，在维持了等量溶剂高效溶解纤维素能力的同时，通过利用低成本的绿色溶剂降低了离子液体的使用量。通过溶剂参数分析，流变学测试，阐明了纤维素在绿色、低成本电解质体系中纤维素溶解机理，溶剂急性参数测定结果显示，离子液体的加入能大大提高环碳酸丙烯酯的氢键碱性，流变性质显示纤维素在该混合体中具有比纯离子液体中更低的溶解活化能。同时研究发现，离子液体在该电解质体系中既作为纤维素溶解的有效成分，同时又能原位作为有机功能催化剂催化纤维素与丙烯酯的转酯化反应，实现纤维素长链脂肪酸酯的高效制备。
该项研究工作为纤维素溶剂新溶剂设计、纤维素溶解机理研究提供了重要的思路与理论指导，同时为纤维素均相材料制备提供了绿色的研究平台。
参考文献：Xia Yuan, Chaoping Yuan, Wentao Shi, Peng Chen, Huaxin Chen, Haibo Xie,*Qinqin Xu, Yuanlong Guo, Qiang Zheng*, Chemistry Select, 2017, 2, 3783-3787.
http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/slct.201700535/full
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编辑：肖金程
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