1。3 离子液体

1。3。1 离子液体简介

离子液体是由正负离子组成的、常温下为液体的盐，由于它的阴阳离子数目相等，所以整体显示中性，在室温下多为流动性的液体，所以也被称之为室温离子液体。科学家最早在1914年发现了第一种离子液体即硝基乙胺[24]，不过由于当时该领域的研究比较缓慢，所以没有过多的研究。绿色化学又称环境无公害化学、环境友好化学、清洁化学，在当今社会，绿色化学的研究越来越受到人们的重视。它具有以下四大性质：首先，离子液体普遍都采用无毒、无害的试剂作为原料；其次，它的反应选择性高、副产物少；再次，合成离子液体一般在无毒无害的反应条件下进行[25]；最后，产品对环境友好。离子液体具有独一无二的热化学稳定性、比较宽泛的亲水-疏水性能、可以忽略的蒸汽压、不易燃性、较好的热化学稳定性以及对有机和无机化合物如纤维素等聚合物良好的溶解性能，离子液体如今正以其不同于常规有机溶剂的优异性能日益被科学家们关注研究。

1。3。2 离子液体的特性

离子液体是现代工业最为常见的绿色有机溶剂，它也具有很多优点：（1）离子液体不仅具有良好的化学稳定性和物理稳定性，而且它的液体状态温度范围广，可从低于或接近室温到几百度[14]；（2）离子液体的蒸气压一般会比较低，不易挥发，避免了VOC(Volatile Organic Compounds)环境污染等问题[17]；（3）离子液体同时也是许多化学反应的催化活性载体或溶剂，而且它在很大程度上它可以起到调节极性的作用[15]；（4）离子液体与绝大多数有机溶剂不互溶，但是可以作为无机盐、有机物和聚合物的优良溶剂，并且离子液体因此，在两相体系中作为非水性溶剂，并应用于相转移过程。（5）离子液体经常是由弱配位例子组成，具有极高性潜力而非配位能力，因此可以溶解过渡金属配合物，并且还不与之发生配合反应。正是由于离子液体有这么多的优点，所以它越来越成为了当代国际上关注的热点。文献综述

1。3。3 几种咪唑类离子液体性质

1-丁基-3-甲基咪唑氯盐（[Bmin]Cl） [Bmin]Cl的首次使用是在2002年，R。P。Swatloski等发现了无需活化便可以直接溶解在[Bmin]Cl离子液体中。翟蔚等人发现木浆纤维素、麦草纤维素、皇竹草纤维素均可以溶解于离子液体[Bmin]Cl中[14]。 [Bmin]Cl离子液体属于非牛顿性流体，一般会呈现切力变稀行为，其表现粘度随剪切速率和温度的升高而降低。闫红芹发现温度会对纤维素含量高的纤维素/[Bmin]Cl溶液的有特别大的影响[10]，有的会影响到它的状态，因此在加工纤维素含量较高的纤维素与[Bmin]Cl离子液体过程中，应当注意保持温度的恒定。

2-羟乙基-3甲基氯盐（[Hemim]Cl） 罗慧谋等人在2005年合成了[Hemim]Cl离子液体[11]，经过研究发现在相同条件下，[Hemim]Cl离子液体对纤维素的溶解性高于[Amim]Cl离子液体和[Bmin]Cl离子液体。近几年，牛海涛等人又利用AR-100型流变仪对该溶液的流变性进行了研究，发现纤维素/[Hemim]Cl溶液的粘流活化能为26kJ/mol，说明这种溶液的表现粘度对温度比较敏感。到了2008年，部分科学家比较了[Amim]Cl离子液体和[Hemim]Cl离子液体对经活化后的杉木粉的溶解能力[16]，研究结果发现，[Hemim]Cl离子液体对杉木粉的溶解能力明显强于[Amim]Cl离子液体的溶解效果。

众所周知，咪唑类离子液体对纤维素有很好的溶解性，咪唑类离子液体之所以能够溶解纤维素是由于咪唑类离子液体中的阴离子与纤维素分子中的羟基形成氢键，从而使纤维素分子间和分子内的氢键作用减弱，最终使得纤维素溶于了离子液体[16]。从流变性来看，几种咪唑类离子液体溶解纤维素后所形成的溶液是切力变稀流体，温度和浓度是研究中影响溶液流变性的主要因素。虽然不同咪唑类离子液体都会对纤维素有较好的溶解效果，而且溶解后所得到的溶液性状基本上也是相同的，但是由于不同咪唑离子液体对纤维素的溶解能力不同，溶解能力较差的咪唑类离子液体由于溶解时间较长而导致溶液发黄，因此在溶解时要严格控制时间和温度的变化。