离子液体作为一类新型的环境友好的“绿色溶剂”,具有很多独特的性质,在很多领域有着诱人的应用前景。本文简单介绍了离子液体的发展和特点,对离子液体在制浆造纸中的应用及前景做了综述。
1 离子液体的特点
离子液体,即在室温或室温附近温度下呈液态的由离子构成的物质,又称为室温离子液体(room temperature ionic liquid)、室温熔融盐(room temperature molten salts)、有机离子液体等,目前还无统一的名称,但倾向于简称离子液体。
离子液体之所以能迅速崛起,并引起世界各国的重视,这与其特有的特性有关。与传统溶剂相比,离子液体具有如下特点:
(1) 液体状态温度范围宽,其熔点在– 96℃——300℃之间,且具有良好的物理和化学稳定性;
(2) 通常无色无臭,蒸汽压低,不易挥发,消除了有机物质挥发而导致的环境污染问题;
(3) 对大量的无机和有机物质具有良好的溶解能力,并具有溶剂和催化剂的双重功能,可作为许多化学反应的溶剂或催化活性载体;
(4) 具有较大的极性可调控性,可以形成两相或多相体系,适合用作分离溶剂或构成反应分离耦合新体系;
(5) 电化学稳定性高,具有较高的电导率和较宽的电化学窗口,可用作电化学反应介质和电池溶液;
(6) 具有可设计性,离子液体性质可以通过调节阴阳离子的种类进行组合,被称之为“绿色可设计溶剂”,理论上可根据需要,设计出满足不同体系需求种类的离子液体。
由于具有这些特殊性质,离子液体被公认为是继超临界流体和双水相之后的第三种绿色溶剂。
2 离子液体在制浆造纸中的应用
Myllymake将离子液体用于制浆造纸,能有效地脱除植物纤维原料中的木质素和半纤维素。相比于传统的制浆造纸技术,该工艺条件温和,而且更加绿色环保。
胡湛波教授提出了以制浆造纸为平台的生物炼制新模式。并对该思路的可操作性做了详细的分析。技术路线如图1所示,该模式在传统制浆方法的原料分切预处理后和蒸煮前,增加水溶液抽提预处理工艺。植物纤维原料或其加工废弃物在蒸煮制浆前,经过水溶液抽提溶出半纤维素等糖类物质,抽提液经过分离后采用微生物发酵生产乙醇和(或)其他化工化学品;水溶液抽提残渣用传统方法制成纸浆。
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