用離子液體溶解和加工纖維素的報道最早可追溯到1934年，Graenacher在一項美國專利中報道了N-烷基吡啶氯鹽用來溶解纖維素和用于纖維素的化學改性介質(zhì)^[12].但是，由于該離子液體的熔點較高，達到118 ~ 120 ℃，加上其溶解纖維素的能力一般，因此并沒有引起人們的注意. 2002年，Rogers課題組發(fā)現(xiàn)熔點低于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；通過微波輔助加熱，可得到濃度達25 wt%的纖維素溶液^[13].同一年，我們報道了2類結(jié)構(gòu)的系列離子液體對纖維素的溶解性^{[14, 15]}：一類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)式見圖 1(a).與BmimCl相比，AmimCl和EmimAc具有較低的熔點、更小的黏度和更強的溶解能力.我們以AmimCl和EmimAc作為溶劑, 在簡單加熱條件下僅在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20 wt%以上.因為所用離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中的應(yīng)用開始引起人們的關(guān)注，越來越多的國內(nèi)外學者開始加入到這個領(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)報道.

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

概括起來，已經(jīng)報道的可溶解纖維素的離子液體的陽離子結(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驗比較了不同結(jié)構(gòu)的離子液體對纖維素的溶解能力，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的離子液體^[18].