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班級 : 化材四乙 學號 :49740070 姓名 : 翁佳慧

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班級 : 化材四乙 學號 :49740070 姓名 : 翁佳慧

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Presentation Transcript

  1. Influence of water on the dissolution of cellulose in selected ionic liquidsMathieu Mazza ‧ Dan-Andrei Catana ‧ Carlos Vaca-Garcia ‧Christine CecuttiCellulose (2009) 16:207–215Received: 10 March 2008 / Accepted: 23 September 2008 / Published online: 15 October 2008Springer Science+Business Media B.V. 2008 班級:化材四乙 學號:49740070 姓名:翁佳慧

  2. 摘要 • 針對纖維素（於7％水）完全溶解分散在各種離子液體（IL）之混合物溶液進行檢驗，以區分溶液中的粒子的分散度。 • 1 -丁基- 3 -甲基氯化銨（BMIMCl已知的纖維素溶劑）與1,3- dimethylimidazolium亞磷酸二甲酯（DMIMDMP），這2種已知溶劑在離子溶液中各別對纖維素(含7%水)進行溶解。 • 在BMIMCl的纖維素，是在95℃離子溶液中以8.75 g/100 g配製。DMIMDMP能夠溶解的纖維素只有在無水系統中（在30℃離子溶液2.3 g/100 g），且受限溶液本身高黏度的限制。

  3. 簡介 • 纖維素可溶於甲基咪唑鹽，特別是1 -丁基- 3 -甲基氯化銨（BMIMCl）和1-烯丙基- 3 -甲基咪唑氯化銨（AMIMCl），還有Benzyldimethyl（十四烷基）氯化銨（BDTACl）和吡啶鹽，如1-丁基- 3 -甲基吡啶氯化物（BMPyCl） • 纖維素被溶解的含量索取得的值，取決於溫度和加熱儀器 • 纖維素的溶解度也取決於原含量及其聚合度 • 離子液體（IL）是液體，在較低溫度（<100 ℃）能夠明顯展現出化學和熱穩定性，不易燃性以及非揮發性。

  4. 實驗方法比濁度測試 • 以光的直線傳播與光散射去檢測與評估溶液中難溶性的顆粒，再得到一個精確的實驗參數，關鍵在於散射波長是大於入射光(860nm) • 標準單位範圍是介於1至1000(NTU)，數值若較大則濁度相當於一個乳白色的不透明樣本。

  5. 實驗方法溶解在離子溶液中的纖維素: • 含有濁度的離子液體（約15毫升）與纖維素(粉末狀，10毫克)置入透明玻璃瓶 • 上述透明玻璃瓶與磁力攪拌器一同放入油浴槽。並準備加熱水槽，以防止之後樣本潮解。 • 開始攪拌後，以每次15分鐘的間隔時間檢驗溶解量，直到完全溶解。

  6. 實驗方法水分含量的影響: • 三種使用不同濃度的纖維素（0.5，1和2克的纖維素在100克離子溶液）溶液置入玻璃瓶與磁力攪拌器一起放在油浴槽，溫度控制（85，90或95℃）。 • 添加精確的水（100或200μL）於上述玻璃瓶內進行濁度測定，並以每隔15分鐘進行測試，直到維持一個常數值。

  7. 結果與討論 • 比濁法的驗證 濁度維持在某一固定值，且盡可能將溶質完全溶解。當達到最大溶解度，新添加的溶質維持固體，濁度預估可能大幅增加。 濁度行為的預測與研究，證實了在水中溶解的鹽類(30℃) 濁度是完全固定，然後在濃度急劇上升高於 在38 g/100 g水。醋酸纖維素溶解在四氫呋喃給了一個線性趨勢，斜率小，幾乎可以被視為恆定的線性。

  8. 結果與討論 • 選定離子溶液對纖維素的溶解 其他離子溶液呈線性幅度高和不斷上升的濁度時，即為纖維素含量增加。濁度值均顯著高，表明固體顆粒的存在，即使在最低濃度。濁度增加對纖維素濃度的影響是根據不同的離子液體。 在BMIMCl系統中在大溶解度曲線顯示一個變動率穩定的趨勢增加曲線(6.2 g/100g的離子溶液)。而在DMIMDMP系統中，在2.3 g/100g的離子溶液下才可使用此方法。

  9. 結果與討論 • 含水成分的因素 調整可溶性纖維素，濁度預計將保持不變，但前提仍是當纖維素的水分平衡達最大含水量於溶液，再者纖維素會沉澱，濁度預計大幅增加。沉澱後的所有纖維素分子，濁度應保持在一定值。 在95℃的纖維素濃度（0.5，1和2克纖維素與100克DMIMDMP），濁度增加後，立即對含水的纖維素溶液觀察。隨著不斷在溶液中加水的方式，得知濁度不斷增加，所以纖維素完全溶解在離子液體可能只在近乎無水的條件下

  10. 結論 • 濁度的測量的方法只是來區分真正能讓纖維素完全相溶於離子溶液中。 • 理論上在的最大含量的無水纖維素溶液8.75 g/100 g的BMIMCl，在95℃測定的方法，其所有的結果與過去文獻已知的實驗理論值一致。 • 在無水狀態，纖維素 DMIMDMP可以溶解。而獲得的最大值為 2.3 g/100克離子溶液(於30℃)，並可再添較多的纖維素溶解在其中，但高黏度的限制還是會影響分散性。 • 少量添加到無水系統中的水會導致纖維素的聚合。

  11. 參考文獻 • Apelblat A, Korin E (1998) The vapor pressures of saturatedaqueous solutions of sodium chloride, sodium bromide,sodium nitrate, sodium nitrite, potassium iodate, andrubidium chloride at temperatures from 227 K to 323 K. JChem Thermodyn 30:59–71. doi:10.1006/jcht.1997.0275 • Barthel S, Heinze T (2006) Acylation and carbanilation ofcellulose in ionic liquids. Green Chem 8:301–306. doi:10.1039/b513157j • Chrapava S, Touraud D, Rosenau T, Potthast A, Kunz W(2003) The investigation of the influence of water andtemperature on the LiCl/DMAc/cellulose system. PhysChem Chem Phys 5:1842–1847. doi:10.1039/b212665f • El Seoud OA, Heinze T (2005) Organic esters of cellulose: newperspectives for old polymers. Adv Polym Sci 186:103–149. doi:10.1007/b136818 • El Seoud OA, Koschella A, Fidale LC, Dorn S, Heinze T(2007) Applications of ionic liquids in carbohydratechemistry: a window of opportunities. Biomacromolecules8:2629–2647. doi:10.1021/bm070062i

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