【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種溶解纖維素的方法以應用，特別是一種利用有機堿-cos-有機溶劑溶解體系溶解纖維素的方法及纖維素溶液的應用。
技術介紹
1、高分子材料作為推動人類文明發展的重要材料之一，在人類近代文明發展的過程中起到了十分重要的作用。但傳統的高分子材料大多是從石油中提煉獲得，其大規模的使用不僅帶來了不可再生資源的極大消耗，還對環境造成了不小的壓力。以植物為原料制備可持續高分子新材料的研究備受關注。
2、纖維素是植物細胞壁的主要組成成分，是自然界中取之不盡、用之不竭的生物可再生資源，由于其同時具有可再生、廉價、可生物降解性、纖維表面改性容易、機械性能好和低密度等特點，因此，利用纖維素的天然高分子骨架構筑綠色高分子新材料來推動人類社會的可持續發展具有十分重要的意義。
3、而纖維素在構筑綠色高分子新材料的應用中，將其溶解從而獲得纖維素溶液，是十分必要的前提手段。但由于纖維素的結構中存在大量的分之間與分子內的氫鍵，因此，纖維素既不能進行熔融加工，也不溶于水以及傳統的有機溶劑中。因此，研究和開發纖維素溶解體系吸引了大量科研人員的關注。
4、在纖維素傳統的溶解方法中，主要包括黏膠法、銅氨法、鎘/乙二胺溶液、氯化鋰/二甲基乙酰胺法、4-甲基嗎啉-n-氧化物(nmmo)、naoh/cs2和氨基甲酸酯溶劑法等。此外，近年來的研究結果顯示，纖維素在新型離子液體、氫氧化鈉/尿素水溶液和co2基可逆溶劑體系中也具有良好的溶解效果。
5、但是，這些傳統的纖維素溶解方法在實際應用時仍存在一定的問題，例如：離子
6、基于此，研究并開發不同的纖維素溶解方法，從而降低其溶解成本、簡化溶解工藝、提高溶解穩定性、便于后續應用以及擴展其功能性，對于進一步擴展纖維素在高分子新材料領域的應用來說具有十分重要的意義。
技術實現思路
1、為了解決上述的技術問題，本專利技術提供了一種纖維素溶液的制備方法及纖維素溶液的應用。本專利技術的纖維素溶解方法具有工藝簡單、成本低廉、后處理容易、溶解穩定性好、溶解體系粘度低以及后續應用方便的特點；此外，本專利技術纖維素溶液在后續衍生化應用過程中無需經過硫醇反應即能獲得含硫纖維素衍生物功能材料，可用于廢水處理、生物醫藥、電子工業和涂料工業等領域，這一方法對于推動纖維素的衍生化應用具有十分重要的意義。
2、本專利技術的技術方案之一：
3、提供一種纖維素溶液的制備方法，是以有機堿、cos和有機溶劑的混合物作為溶解體系，來對纖維素進行溶解。
4、優選地，前述的纖維素溶液的制備方法，所述方法包括如下步驟：
5、(1)將纖維素、有機堿和有機溶劑混合，得混合料；
6、(2)將所述混合料置于反應釜中，充入cos氣體后密閉；
7、(3)對所述密閉后的反應釜加熱，使其中的混合料反應，反應結束后得纖維素溶液。
8、優選地，前述的纖維素溶液的制備方法，所述纖維素為微晶纖維素、棉花、木漿粕、竹子漿粕或秸稈纖維素中的一種或是任意幾種的組合。
9、優選地，前述的纖維素溶液的制備方法，所述纖維素具有如下化學結構通式：
10、
11、其中50﹤n-4﹤1000。
12、優選地，前述的纖維素溶液的制備方法，所述有機堿為如下結構中的任一種：
13、
14、其中：r為獨立的h、甲基或乙基；r1為獨立的h或-ch3；r2、r3、r4和r5為獨立的h或c原子數為1-6的烷基。
15、優選地，前述的纖維素溶液的制備方法，所述有機溶劑為二甲基亞砜、n-甲基吡咯烷酮、n,n-二甲基咪唑啉酮、n,n-二甲基甲酰胺、n,n-二甲基乙酰胺、n,n-二乙基乙酰胺或n,n-二甲基丙烯基脲中的一種或任意幾種的混合物。
16、優選地，前述的纖維素溶液的制備方法，步驟(1)所述混合料中，纖維素的質量濃度為1-20％，有機堿的質量濃度為0.5-30％，余量為有機溶劑。
17、優選地，前述的纖維素溶液的制備方法，步驟(2)所述的密閉的反應釜中，cos氣體的壓力為0.2-5mpa。
18、優選地，前述的纖維素溶液的制備方法，步驟(3)所述加熱的終溫為30-70℃，反應時間為2-6h。
19、本專利技術的技術方案之二：
20、提供一種纖維素溶液，根據前述的方法制備獲得。
21、本專利技術的技術方案之三：
22、提供一種含硫纖維素功能材料，是以前述的纖維素溶液和丙烯酸酯類化合物為原料制備而成，其中所述丙烯酸酯類化合物為如下化合物中的任一種：
23、
24、其中：r為獨立的-ch3或c原子數為1-6的烷基。
25、優選地，前述的含硫纖維素功能材料，其制備方法是向所述纖維素溶液中加入丙烯酸酯類化合物，在25-35℃反應1-3h，然后將反應產物加入無水乙醇中，攪拌獲得沉淀物，最后將沉淀物濾出后先用乙醇洗滌，然后再烘干，得溶液中重金屬離子吸附劑。
26、優選地，前述的含硫纖維素功能材料，所述纖維素溶液中加入丙烯酸酯類化合物時，纖維素溶液中的葡萄糖單元與丙烯酸酯類化合物中的c＝c鍵的摩爾比為1:1-3。
27、本專利技術的技術方案之四：
28、提供一種前述的含硫纖維素功能材料在廢水處理、生物醫藥、電子工業和涂料工業領域的應用。
29、本專利技術的有益效果：
30、1、本專利技術的纖維素溶解方法所采用的溶解體系為有機堿、cos和有機溶劑混合體系，該體系區別于現有的纖維素溶解體系，是一種全新的溶解體系。
31、2、本專利技術的纖維素溶解方法所采用的溶解體系成本低廉，工藝簡單，且后處理容易，在推動本專利技術溶解體系的工業化應用方面存在天然優勢。
32、3、本專利技術的纖維素溶解方法所采用的溶解體系在實際應用時，獲得的纖維素溶液更穩定，工業化應用更省心。
33、4、本專利技術的溶解方法獲得的纖維素溶液粘度更低，在后續的多組分反應中有利于加快原料的擴散速度，縮短反應時間。
34、5、本專利技術的溶解方法獲得的纖維素溶液與丙烯酸酯類化合物進行串聯反應制備的含硫纖維素功能材料，可用于廢水處理、生物醫藥、電子工業和涂料工業領域，這一方法對于推動本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種纖維素溶液的制備方法，其特征在于：是以有機堿、COS和有機溶劑的混合物作為溶解體系，來對纖維素進行溶解。
2.根據權利要求1所述的纖維素溶液的制備方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：
3.根據權利要求1或2所述的纖維素溶液的制備方法，其特征在于：所述纖維素為微晶纖維素、棉花、木漿粕、竹子漿粕或秸稈纖維素中的一種或是任意幾種的組合；
4.根據權利要求2所述的纖維素溶液的制備方法，其特征在于：步驟(1)所述混合料中，纖維素的質量濃度為1-20％，有機堿的質量濃度為0.5-30％，余量為有機溶劑。
5.根據權利要求2所述的纖維素溶液的制備方法，其特征在于：步驟(2)所述的密閉的反應釜中，COS氣體的壓力為0.2-5MPa。
6.根據權利要求2所述的纖維素溶液的制備方法，其特征在于：步驟(3)所述加熱的終溫為30-70℃，反應時間為2-6h。
7.一種含硫纖維素功能材料，其特征在于：是以權利要求1-6任一項所述的方法制備獲得的纖維素溶液和丙烯酸酯類化合物為原料制備而成，其中所述丙烯酸酯類化合物為如下化合物
8.根據權利要求7所述的含硫纖維素功能材料，其特征在于：其制備方法是向所述纖維素溶液中加入丙烯酸酯類化合物，在25-35℃反應1-3h，然后將反應產物加入無水乙醇中，攪拌獲得沉淀物，最后將沉淀物濾出后先用乙醇洗滌，然后再烘干，得溶液中重金屬離子吸附劑。
9.根據權利要求8所述的含硫纖維素功能材料，其特征在于：所述纖維素溶液中加入丙烯酸酯類化合物時，纖維素溶液中的葡萄糖單元與丙烯酸酯類化合物中的C＝C鍵的摩爾比為1:1-3。
10.一種根據權利要求7-9任一項所述的含硫纖維素功能材料在廢水處理、生物醫藥、電子工業和涂料工業領域的應用。
...【技術特征摘要】
1.一種纖維素溶液的制備方法，其特征在于：是以有機堿、cos和有機溶劑的混合物作為溶解體系，來對纖維素進行溶解。
2.根據權利要求1所述的纖維素溶液的制備方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：
3.根據權利要求1或2所述的纖維素溶液的制備方法，其特征在于：所述纖維素為微晶纖維素、棉花、木漿粕、竹子漿粕或秸稈纖維素中的一種或是任意幾種的組合；
4.根據權利要求2所述的纖維素溶液的制備方法，其特征在于：步驟(1)所述混合料中，纖維素的質量濃度為1-20％，有機堿的質量濃度為0.5-30％，余量為有機溶劑。
5.根據權利要求2所述的纖維素溶液的制備方法，其特征在于：步驟(2)所述的密閉的反應釜中，cos氣體的壓力為0.2-5mpa。
6.根據權利要求2所述的纖維素溶液的制備方法，其特征在于：步驟(3)所述加熱的終溫為30-70...
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