随着石化资源的日渐枯竭,能源替代品的寻求显得日益迫切。可再生资源的开发及利用是未来能源的主要形式,其中生物质能作为一种产量大、绿色环保的新型能源受到了越来越多科研工作者的关注。生物质中纤维素可经酶解、发酵可获得乙醇作为燃料能源,而含量仅次于纤维素的木质素是一种具有芳香族特性的天然高分子聚合物,深度加工后可用作化工原材料,或可适当改性后用作阻燃剂、高分子材料增强剂、塑料填料等等。生物质资源有着广阔的开发和应用前景。如何从生物质中有效分离木素、纤维素是科研工作者们面临的首要问题。传统方法是酸法、碱法提取,该过程对木质素的结构会造成很大破坏,甚至影响其改性,并造成严重的环境污染。Rogers等发现室温离子液体[BMIM]Cl能够溶解纤维素和木材中的木质素。绿色溶剂-离子液体的引入在高效提取木质素的同时解决了环境污染问题。随后,科研工作者们对离子液体溶解木质素给予了高度关注。本课题组发现唑类离子液体中水的加入有利于木质素的溶解,但溶解机理尚不明确,这在一定程度上阻碍了离子液体-水-木质素体系的深层次研究。木质素是一种天然高分子聚合物,含有甲氧基、羟基、醚键、双键等官能团,想要考察其与离子液体水之间的作用行为比较困难,我们本着由简入繁的原则,以简单的木素模型化合物为探针,研究其在离子液体-水体系中的溶解规律,然后通过相应的谱图分析进一步解析木素模型化合物、离子液体、水三者之间的作用关系,从而为木质素的溶解机制的提出提供相应的理论基础。本论文主要研究内容包括:1、配制不同种类、浓度离子液体溶液,选定2,6-二甲氧基苯酚为为简单酚型木素模型化物,并测定其在离子液体水溶液中的溶解度;2、通过紫外光谱法以甲基橙为探针考察模型化物前后二元和三元体系的微极性;3、利用衰减全反射红外光谱法(ATR-IR)考察不同浓度离子液体水溶液中离子液体和水的存在形态,以及模型化物的加入对离子液体和水可能存在的影响。通过实验分析,得到以下结论:1.不同种类浓度的离子液体水溶液对2,6二甲氧基苯酚的溶解能力有明显差异,不同种类间溶解趋势也明显不同。其中碱性离子液体(含醋酸根)水溶解能力与其浓度呈正相关系,富离子液体浓度区溶解过程中溶液有明显的显色现象,这可能是碱性条件下酚羟基失去质子进一步转变成烯酮式所致。而中性离子液体(含Cl-和Br-)水对模型化物的溶解趋势与其对木素的溶解趋势一致,在离子液体质量含量约70%时溶解能力最佳。2.紫外光谱显示[BMIM]Cl浓度约0.1时溶液溶液微极性最大,xil=0.1-0.5时体系微极性明显降低,随后趋于稳定;而模型化物的加入主要影响趋于也在该区,且模型化物加入使体系微极性进一步降低。3.ATR-IR法对[BMIM]Cl离子液体水二元体系的解析表明离子液体水溶液可能存在四种不同的形态,随着离子液体浓度的逐步增加,离子液体的形态可能经历了如下四个过程:完全离子态(XIL<0.057)、水合离子对(0.057<XIL<0.1)、紧密离子对(0.1<XIL<0.5)和离子液体聚集态(0.5<XIL<1),这个过程中水的存在形态也发生了明显变化。我们认为离子液体水存在形态的差异正是造成其对木素模型化物溶解能力差异的主要因素。