基本信息
- 項目名稱：
- 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
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡介：
- 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
設計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標
- 本作品意在合成新型的粘度低，溶解能力強的功能化離子液體，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、甲殼素反應機理，為新型離子液體的設計、合成提供思路和方向。本作品創(chuàng)新之處在于設計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、污染嚴重等缺點，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。
科學性、先進性
- 本作品通過設計陰陽離子中含有易形成氫鍵官能團的功能性離子液體，考察結(jié)構(gòu)不同的離子液體對殼聚糖、甲殼素的溶解性能的影響，探討離子液體溶解殼聚糖、甲殼素的機理，將為未來新型離子液體的合成提供新的思路和方向，勢必可以獲得溶解能力強、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; 2009。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 本發(fā)明已提出申請專利，尚在審核中
作品所處階段
- 實驗室階段
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)特點和優(yōu)勢,適應范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預測
- 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，溶解的時間較短，并且耗費的離子液體少，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)生化學變化。同時殼聚糖、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)域可得到廣泛的應用。該工藝的實施可實現(xiàn)殼聚糖、纖維素的資源化利用，實現(xiàn)社會的可持續(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前研究和開發(fā)的一個熱點。 離子液體以其低熔點、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為纖維素的有效溶劑,被廣泛用于纖維素的溶解、再生及應用研究.然而采用離子液體作為溶劑溶解殼聚糖的報道比較少，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、污染嚴重等缺點。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、污染嚴重，腐蝕設備嚴重的的缺點，與傳統(tǒng)的有機溶劑相比，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，還可以重復利用，降低生產(chǎn)成本，符合現(xiàn)代循環(huán)經(jīng)濟的理念。 離子液體為甲殼素和殼聚糖的應用提供了一個加工的平臺。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，污染極其嚴重。目前其發(fā)展規(guī)模日漸萎縮，世界各國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道。溶劑法克服了現(xiàn)有粘膠法嚴重污染環(huán)境的缺陷，并且具有工藝簡單、產(chǎn)品性能好、能實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展等優(yōu)點。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，容易腐蝕設備等缺點，限制了其工業(yè)化應用?；陔x子液體的可設計性，根據(jù)目前殼聚糖甲殼素溶劑的特點將離子液體設計為具有較強溶解能力、更低的熔點和粘度等，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。
