纤维素通过DBU-levulinic酸溶剂的溶解和再生行为
Yuhui Ci1, Tianying Chen1, Feiyun Li1
1National Engineering Laboratory of Textile Fiber Materials and Processing Technology, Zhejiang Sci-Tech University, Hangzhou 310018, China.
International journal of biological macromolecules
|August 30, 2023
概括
研究人员使用酸 (LevA) 和1,8-diazabicyclo[5,4,0]undec-7-ene (DBU) 开发了新的纤维素溶剂. DBU-LevA-2溶剂有效地溶解纤维素,使其能够在没有衍生性的情况下再生.
科学领域:
- 绿色化学 绿色化学
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 聚合物化学 聚合物化学
背景情况:
- 对于有机溶剂来说,纤维素溶解是具有挑战性的,原因是有限的键.
- 有效的纤维素溶剂对于其可持续利用和转化至关重要.
- 开发新的,具有成本效益的纤维素溶剂系统是一个正在进行的研究领域.
研究的目的:
- 从廉价的原材料设计和合成新的纤维素溶剂.
- 为了研究新型DBU-LevA溶剂系统的纤维素溶解能力.
- 阐明纤维素溶解和再生的机制.
主要方法:
- 基于DBU-LevA的溶剂系统的合成.
- 用不同的溶剂成分和温度进行纤维素溶解实验.
- 纤维素的再生和其晶体结构的表征.
- 使用NMR光谱和密度函数理论 (DFT) 调查溶剂-纤维素相互作用.
主要成果:
- 一个DBU-LevA-2溶剂系统在100°C时显示出显著的纤维素溶解能力 (7重%的竹纤维素,16重%的微晶纤维素).
- 纤维素可以从溶剂中再生而没有衍生,产生纤维素II晶体结构.
- DBU和LevA的摩尔比率极大地影响了纤维素溶解效率.
- DFT和NMR研究证实了DBU的键在溶解过程中的重要作用.
结论:
- 新的DBU-LevA溶剂系统为纤维素的溶解和加工提供了一种有效的,潜在的绿色途径.
- 超基DBU的键形成能力是这些纤维素溶剂有效性的关键.
- 这项研究提供了对纤维素溶剂相互作用的见解,促进了基于纤维素的材料的进一步开发.
