具有木质素溶解能力的离子液体的合成+文献综述(3)
存在于秸秆中的非水溶性木质纤文素很难被酸和酶水解，主要是因纤文素的结晶度、聚合度以及环绕着纤文素与半纤文素缔合的木质素鞘所致。木质素与半纤文素以共价键形式结合，将纤文素分子包埋在其中，形成一种天然屏障，使酶不易与纤文素分子接触，而木质素的非水溶性、化学结构的复杂性，导致了秸秆的难降解性据估计。【15】
每年全世界由植物可生长1500t木质素，且总与纤文紊伴生，具有无毒、价廉、易被微生物降解、较好的可热塑和玻璃化特性。在传统的制浆工业中，木质素除部分被初级利用以外，绝大部分被燃烧或排放。这既是对资源的浪费，同时又造成对环境的污染。因此将这些木质素分离出来，利用其性能合成出新材料，既有益于环境保护，还能带来明显的经济效益。
近年来，各国对燃料油硫含量标准越来越严格。欧洲各国要求从2005年起，燃料油的硫质量分数要降到50 μg/g，甚至更低；美国环保署要求，从2006年起硫质量分数要降到30μg/g。目前，我国市场柴油的平均硫质量分数为800~1000μg/g，北京、上海等大城市供应的柴油硫质量分数在350μg/g以下，这与发达国家相比，还有很大差距。我国于2008年底出台国Ⅲ车用柴油标准(硫质量分数<350μg/g)，因此寻找新的高效柴油脱硫新技术成为工业界和学术界共同关注的焦点。柴油脱硫方法较多，主要有加氢脱硫、吸附脱硫、生物催化脱硫、萃取脱硫等。传统的加氢脱硫虽能有效脱除如噻吩类等难以脱除的硫化物，但该法存在影响油品质量、耗氢量大、设备投资和操作费用昂贵及易造成二次污染等问题，故很难被普遍采用。碱洗脱臭虽是目前脱硫醇等硫化物的重要方法，但该方法尚存在环境污染严重、脱硫效率不高等诸多问题。而萃取脱硫则能很好地避免这些不足。
离子液体因本身不燃、不爆、没有异，且具有不挥发、不腐蚀、分离时不存在二次污染等优点，引起国内外学者的格外关注。冯婕等[28]考察了3种磷酸酯类离子液体对模型油中硫化物的脱除效果及离子液体的再生。结果表明，1-乙基-3-甲基咪唑磷酸二乙酯盐([EMim]DEP)类离子液体的脱硫能力最强，且对二苯并噻吩的脱除效果最好；利用电解法对其进行再生，再生后离子液体的脱硫率仍可达到新鲜剂的90％以上。王启宝等[29]以咪唑类离子液体作为萃取脱硫剂，对油品模拟体系进行脱硫实验，经5级脱硫后，燃料油硫含量可达到欧Ⅲ标准，离子液体重复使用5次后，脱硫效率仅降低约2％。曾小岚[30]、Zhang等[31]采用遇水稳定的[EMim]PF6、[BMim]PF6、[MOim]PF6和[HMim]PP6。进行了汽油脱硫实验研究，认为分子空间大小、碳链长度对脱硫效果有影响。Huang等[31]、张桀等[32]用[BMim]Cu2Cl3离子液体萃取脱除汽油中的硫化物。张姝妍等[33]们用AICL3型离子液体进行FCC汽油脱硫研究，认为汽油中硫化物与金属基氯化物发生络合反应。从结果看，A1CI3型离子液体具有高的脱硫效率，但对空气和水非常敏感，需在隔绝空气和水条件下进行，难以达到工业化。胡松青等[34]用不同性质的离子液体对模拟油品中的硫化物进行萃取脱除研究，当Vn／V“=1时，[BMim]PF6和[BMim]BF6萃取实际柴油中的硫化物，可使柴油硫质量分数从5.43%分别下降至2.91%和4.10%。上述涉及的大多是直接萃取脱硫方法。笔者采用氧化一萃取法，即将离子液体、直馏柴油及氧化剂混合“一锅法”脱硫，考察了不同离子液体、各工艺参数等对脱硫效率的影响，并对离子液体的再生脱硫性能进行了研究。
1.1.2 离子液体的概况及发展
用经济和绿色的方式对木质素和纤文素进行分离才能满足绿色化学所提出的要求。如与传统技术相比，无毒害的试剂处理方法以及较少的废物排放。传统分离木质纤文素的方法是用无机酸碱蒸煮和有机溶剂萃取[7-11]，而这些方法无论从经济还是环保方面都存在或多或少的缺点，随着人们环境保护意识的增强和绿色化学的普及与发展，寻找溶解木材原料的新型溶剂成为迫切的需求。离子液体由于具有独特的物理化学性质及独特的功能，越来越成为分离领域的研究焦点。与常规有机溶剂相比，离子液体特殊的结构和物性特征为其应用带来了广阔的发展空间，如良好的热稳定性，难以挥发，蒸汽压低，不易燃，液程范围宽，不易分解，溶解范围广，易于分离回收，可再生循环使用，电化学窗口宽，电导率高，阴阳离子可功能化设计等。