Ионные жидкости растворяют древесины в экологически чистые уэй
ENERGY
Ученые из Univ королевы. в Белфасте, Северная Ирландия, обнаружили экологически метод растворения древесины использованием ионных жидкостей. Их процесс мог бы заложить основы для устойчивого будущего, где целый ряд продуктов, таких как биотопливо, текстиль, одежда, бумага, изготавливаются из biorenewable ресурсов.
Древесина является в настоящее время в разбивке основном процессом Крафт целлюлозы, которая является расточительным технология, которая использует загрязняющих химических веществ. Этот метод был терпеть потому что это очень трудно сломать дерево и разделения его на ее различных компонентов. До сих пор какие-либо альтернативы были аналогичные проблемы.
Ионные жидкости солей, которые плавятся при низкой температуре - некоторые даже ниже комнатной температуры. В целом, они представляют привлекательным набором свойств, в том числе незначительной волатильности, способность легко растворяются широкий круг соединений, а также хорошую термостойкость. Часто можно адаптировать свои свойства, разумный выбор или изменение химического строения составляющих их ионов.
Hctor Rodrguez и Робин Роджерс из школы университета химии и химического машиностроения работал в сотрудничестве с исследователями из Univ. Алабама придумать более рентабельным и энергоэффективные способ обработки древесины. В 2002 году группа Роджерса об использовании ионных жидкостей для прямых, не derivatizing растворения целлюлозы, который положил начало всему миру исследований, касающихся использования этих веществ в качестве альтернативных растворителей для биомассы компонентов.
Исследователи обнаружили, что чипы как хвойных и лиственных пород полного растворения в ионной жидкости в мягких условиях температуры и давления, при оптимальных условиях время 110C и атмосферном давлении. Контролируемое добавление воды и вода-ацетон смеси, растворенные дерева частично разделены на целлюлозно-богатый материал и чистый лигнин. Этот процесс биодеградации гораздо более экологически чистые, чем нынешний метод, поскольку он использует меньше тепла и давления, и он имеет очень низкую токсичность.
Смеси ацетона и воды был добавлен к решению биомассы в ионной жидкости, в результате чего осадок восстановленного дерева обогащенный полисахаридов. Путем испарения ацетона из фильтрата, растворенного лигнина не растворимый, а также осадки. Ионной жидкости может быть переработана в остающихся после перегонки смеси воды.
Полное растворение 0,5 г древесины в 10 г ионной жидкости произошло после 46 ч для сосны и 25 ч для дуб 110C. В экспериментах, большинство из биомассы, как правило, распущен после 16 ч.
"Это очень важное открытие, так как целлюлоза и лигнин имеют широкий спектр применения", говорит Роджерс. "Целлюлоза может быть использована для продуктов, таких как бумага, биотопливо, хлопка и льна, а также многие другие материалы, товары и химикаты. Лигнин могут быть использованы для создания производительности добавок для различных приложений, таких как укрепление автомобилей и самолетов с долей легче обычных материалов арматуры. Оно также является источником других химических веществ, которые в основном получены из нефти-ресурсы ".
"Это значительный шаг на пути развития концепции biorefinery, где биомасса превращается для производства широкого спектра химических веществ", говорит Rodrguez. "В конце концов, это может открыть дверь для подлинно устойчивого химической промышленности на основе био-возобновляемые ресурсы".
Ученые рассматривают будущие усовершенствования процесса, который включает помимо экологически чистых добавок к ионной жидкости системы или использования катализаторов. Они надеются, что в конечном итоге достичь лучшего растворения в еще более мягких условиях, и пытаются добиться полного разделения компонентов древесины в один шаг. Они также делают ставку на биомассу, некоторые из которых богаты эфирными маслами, которые в дальнейшем могут быть использованы в таких процессах, как производство духов.
