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基本信息

項(xiàng)目名稱：
以離子液體為溶劑的殼聚糖、甲殼素功能材料的制備方法
小類：
能源化工
簡(jiǎn)介：
以離子液體為溶劑的殼聚糖、甲殼素功能材料的制備方法
詳細(xì)介紹：
以離子液體為溶劑的殼聚糖、甲殼素功能材料的制備方法

作品專業(yè)信息

設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)

本作品意在合成新型的粘度低，溶解能力強(qiáng)的功能化離子液體，研究不同陰陽離子結(jié)構(gòu)的離子液體對(duì)殼聚糖、甲殼素溶解性能的影響，提出新溶劑體系下離子液體溶解殼聚糖、甲殼素反應(yīng)機(jī)理，為新型離子液體的設(shè)計(jì)、合成提供思路和方向。本作品創(chuàng)新之處在于設(shè)計(jì)和合成新型的離子液體，選用綠色溶劑離子液體為溶劑來制備殼聚糖、甲殼素功能材料。在功能材料的其制備過程中關(guān)鍵是制備殼聚糖、甲殼素溶液，通常采用稀酸作為溶劑，但存在著易揮發(fā)、不易回收、污染嚴(yán)重等缺點(diǎn)，而本作品選用易回收、無污染的離子液體為溶劑，為殼聚糖、甲殼素膜和纖維的制備提供一條新的綠色工藝路線。

科學(xué)性、先進(jìn)性

本作品通過設(shè)計(jì)陰陽離子中含有易形成氫鍵官能團(tuán)的功能性離子液體，考察結(jié)構(gòu)不同的離子液體對(duì)殼聚糖、甲殼素的溶解性能的影響，探討離子液體溶解殼聚糖、甲殼素的機(jī)理，將為未來新型離子液體的合成提供新的思路和方向，勢(shì)必可以獲得溶解能力強(qiáng)、穩(wěn)定性好、易回收、環(huán)境友好的離子液體溶劑，正好可以解決現(xiàn)有采用粘膠法制備殼聚糖、甲殼素纖維和膜過程中存在的問題，綠色工藝路線提供充分的理論依據(jù)。 [1] Xie H, Zhang S, Li S. Chitin and chitosan dissolved in ionic liquids as reversible sorbents of CO2 [J]. Green Chemistry. 2006, 8(7): 630-633. [2] 梁升. 在離子液體條件下殼聚糖溶解及成膜拉絲性能研究 [碩士]:青島科技大學(xué); 2009。

獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果

本發(fā)明已提出申請(qǐng)專利，尚在審核中

作品所處階段

實(shí)驗(yàn)室階段

技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式

普通許可

作品可展示的形式

樣品

使用說明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)

本作品提供一種以離子液體或者離子液體的水溶液為溶劑的殼聚糖、甲殼素功能材料的制備方法，本發(fā)明采用離子液體或者離子液體的水溶液溶解殼聚糖、甲殼素，離子液體的水溶液溶解的時(shí)間與以往的采用純離子液體溶解殼聚糖，甲殼素相比，溶解的時(shí)間較短，并且耗費(fèi)的離子液體少，減少成本，另外本發(fā)明還采用噻唑類的離子液體來溶解殼聚糖、甲殼素，這又為殼聚糖、甲殼素的溶解拓寬了溶劑的選擇，本發(fā)明方法中殼聚糖、甲殼素的溶解凝膠化，紡絲，成膜都是物理變化，未發(fā)生化學(xué)變化。同時(shí)殼聚糖、甲殼素纖維和膜具有抗菌、吸附作用，還有很好的生物相容性，易降解，對(duì)環(huán)境無污染。本發(fā)明的方法效率高，綠色環(huán)保，可以滿足生產(chǎn)要求。因此殼聚糖、甲殼素作為一種優(yōu)良膜、纖維材料,在食品、醫(yī)藥、紡織、化工、造紙等工業(yè)領(lǐng)域可得到廣泛的應(yīng)用。該工藝的實(shí)施可實(shí)現(xiàn)殼聚糖、纖維素的資源化利用，實(shí)現(xiàn)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。

同類課題研究水平概述

近年來隨著膜分離技術(shù)迅速發(fā)展，及醫(yī)用纖維的短缺，甲殼素、殼聚糖膜及纖維成為當(dāng)前研究和開發(fā)的一個(gè)熱點(diǎn)。 離子液體以其低熔點(diǎn)、高穩(wěn)定性、低蒸汽壓、溶解性能可調(diào)節(jié)等優(yōu)異的理化性能已被證實(shí)為纖維素的有效溶劑,被廣泛用于纖維素的溶解、再生及應(yīng)用研究.然而采用離子液體作為溶劑溶解殼聚糖的報(bào)道比較少，但從結(jié)構(gòu)上甲殼素、殼聚糖與纖維素相似，既然離子液體可以很好的溶解纖維素，同理采用離子液體溶解甲殼素、殼聚糖也是可行的。殼聚糖、甲殼素膜及纖維由于其優(yōu)異的性能得到了普遍的關(guān)注，在其制備過程中關(guān)鍵是制備殼聚糖溶液，通常采用稀酸作為溶劑，但存在著易揮發(fā)、不易回收、污染嚴(yán)重等缺點(diǎn)。因此尋找能有效溶解殼聚糖、甲殼素的綠色溶劑，已成為目前殼聚糖、甲殼素膜及纖維綠色制備過程中亟待解決的問題。離子液體被公認(rèn)為是綠色溶劑。 為解決上述問題，本作品提供的溶劑離子液體或者離子液體水溶液，克服了傳統(tǒng)溶劑易揮發(fā)，不易回收、污染嚴(yán)重，腐蝕設(shè)備嚴(yán)重的的缺點(diǎn)，與傳統(tǒng)的有機(jī)溶劑相比，是一種比較環(huán)保的綠色溶劑。本作品所用的離子液體無污染，還可以重復(fù)利用，降低生產(chǎn)成本，符合現(xiàn)代循環(huán)經(jīng)濟(jì)的理念。 離子液體為甲殼素和殼聚糖的應(yīng)用提供了一個(gè)加工的平臺(tái)。目前，有關(guān)殼聚糖、甲殼素纖維和膜的研究不多，并且主要采用粘膠工藝制備，但粘膠法工藝復(fù)雜、產(chǎn)率低, 產(chǎn)生大量的硫化氫、二硫化碳有毒氣體和廢水，污染極其嚴(yán)重。目前其發(fā)展規(guī)模日漸萎縮，世界各國(guó)都在試圖尋找一種直接、環(huán)保的生產(chǎn)方法。溶劑法紡制殼聚糖、甲殼素纖維和膜的研究還鮮有報(bào)道。溶劑法克服了現(xiàn)有粘膠法嚴(yán)重污染環(huán)境的缺陷，并且具有工藝簡(jiǎn)單、產(chǎn)品性能好、能實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展等優(yōu)點(diǎn)。但目前所用的這些離子液體存在粘度較大，熱穩(wěn)定性不好，容易腐蝕設(shè)備等缺點(diǎn)，限制了其工業(yè)化應(yīng)用。基于離子液體的可設(shè)計(jì)性，根據(jù)目前殼聚糖甲殼素溶劑的特點(diǎn)將離子液體設(shè)計(jì)為具有較強(qiáng)溶解能力、更低的熔點(diǎn)和粘度等，離子液體的多樣性為合成最佳溶劑提供了更大的選擇空間。因此，離子液體作為高分子的溶劑具有很大的潛力和廣泛的應(yīng)用前景。本作品提供的功能材料的制備是環(huán)境友好型的綠色制備過程。
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