用離子液體溶解和加工纖維素的報(bào)道最早可追溯到1934年，Graenacher在一項(xiàng)美國(guó)專(zhuān)利中報(bào)道了N-烷基吡啶氯鹽用來(lái)溶解纖維素和用于纖維素的化學(xué)改性介質(zhì)^[12].但是，由于該離子液體的熔點(diǎn)較高，達(dá)到118 ~ 120 ℃，加上其溶解纖維素的能力一般，因此并沒(méi)有引起人們的注意. 2002年，Rogers課題組發(fā)現(xiàn)熔點(diǎn)低于100 ℃的鹵化二烷基咪唑鹵素型系列離子液體可溶解纖維素，其中1-丁基-3-甲基咪唑氯鹽(BmimCl)是溶解性能最好的離子液體：100 ℃加熱條件下可溶解聚合度約1000的纖維素，得到濃度為10 wt%的纖維素溶液；通過(guò)微波輔助加熱，可得到濃度達(dá)25 wt%的纖維素溶液^[13].同一年，我們報(bào)道了2類(lèi)結(jié)構(gòu)的系列離子液體對(duì)纖維素的溶解性^{[14, 15]}：一類(lèi)是含烯丙基的烷基取代咪唑型離子液體，其中1-烯丙基-3-甲基咪唑氯鹽(AmimCl)是典型代表；另一類(lèi)是陰離子醋酸鹽的烷基取代咪唑型離子液體，其中的典型代表是1-乙基-3-甲基咪唑醋酸鹽(EmimAc).離子液體AmimCl和EmimAc的結(jié)構(gòu)式見(jiàn)圖 1(a).與BmimCl相比，AmimCl和EmimAc具有較低的熔點(diǎn)、更小的黏度和更強(qiáng)的溶解能力.我們以AmimCl和EmimAc作為溶劑, 在簡(jiǎn)單加熱條件下僅在30 min之內(nèi)即可很容易地溶解聚合度較高的纖維素，且其濃度最高可達(dá)20 wt%以上.因?yàn)樗秒x子液體和水完全互溶, 將纖維素/離子液體溶液在水中凝固成型，可以得到具有較高拉伸強(qiáng)度(≥ 100 MPa)的再生纖維素纖維和透明的纖維素薄膜^[16]；如果將纖維素/離子液體溶液和乙酸酐混合，不用任何催化劑即可完成纖維素的均相乙酰化，快速、簡(jiǎn)單地合成具有可控取代度的醋酸纖維素^[17].隨后，離子液體在纖維素化學(xué)中的應(yīng)用開(kāi)始引起人們的關(guān)注，越來(lái)越多的國(guó)內(nèi)外學(xué)者開(kāi)始加入到這個(gè)領(lǐng)域的研究^[6~8]，更多可溶解纖維素的新型離子液體結(jié)構(gòu)被陸續(xù)報(bào)道.

	Fig. 1 (a) Chemical structures of ionic liquids AmimCl and EmimAc; (b) Dissolution mechanism of cellulose in ionic liquids
圖選項(xiàng)

概括起來(lái)，已經(jīng)報(bào)道的可溶解纖維素的離子液體的陽(yáng)離子結(jié)構(gòu)多為咪唑型、吡啶型和季銨鹽型等，而陰離子主要為鹵素鹽、羧酸鹽和烷基磷酸鹽型等.這些離子液體溶解纖維素的能力大致排序如下：咪唑型離子液體 > 吡啶型離子液體 > 季銨鹽型離子液體；羧酸鹽型離子液體 > 烷基磷酸鹽型離子液體 > 鹵離子型離子液體^[10].綜合比較，AmimCl、BmimCl和EmimAc無(wú)疑是迄今為止研究者使用和研究最多的3種離子液體. Zavrel等采用高通量篩選實(shí)驗(yàn)比較了不同結(jié)構(gòu)的離子液體對(duì)纖維素的溶解能力，結(jié)論是：EmimAc是溶解纖維素最有效的離子液體，AmimCl是溶解木屑能力最強(qiáng)的離子液體^[18].