低粘度离子液体体系的设计及其溶解纤维素的研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    21373078
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    83.0万
  • 负责人：
    许爱荣
  • 依托单位：
    河南科技大学
  • 学科分类：
    B0303.化学热力学
  • 结题年份：
    2017
  • 批准年份：
    2013
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2014-01-01 至2017-12-31

项目摘要

The design and synthesis of the ionin liquid systems with low viscosity which can effectively dissolve cellulose has been increasingly gotten attention in cellulose and ionic liquid research fields. In this project, the ionic liquids would be finely tuned and synthesized at the level of molecule based on the versatility in structure and property. It will be investigated for the essential relationship between the type of cationic structure backbone, the number and strength of acidic hydrogen atom in cationic structure backbone, the functional group property and alkyl chain length in anion and cation and physicochemical properties of the ionic liquids as well as cellulose solubility by utilizing chemical thermodynamics, spectroscopy technique, and so on. Influence of molar ratio of aprotic polar solvent to ionic liquid on cellulose solubility will be sysmatically investigated. The dissolution mechanism of cellulose in ionic liquid/aprotic polar solvent will be explored according to 13C and 1H NMR, solvatochromic UV/vis probe, and electricity. The outstanding advantage of this project is to control the physicochemical properties of the ionic liquids by actively intervening microstructure. It will provide scientific evidence for the designation of environmentally-friendly and enewable ionic liquid based solvent system with low viscosity together with powful capacity of cellulose dissolution.
设计合成对纤维素具有良好溶解性能的低粘度离子液体体系，是纤维素和离子液体研究领域关注的焦点。本项目根据离子液体结构和性质可调变的独特性能，从分子层面上对离子液体进行修饰和设计；采用化学热力学、谱学技术等手段，研究离子液体的阳离子结构骨架类型、骨架上酸性氢原子的酸性强弱和数量、阴阳离子上所连官能团的性质和烷基链长度等与离子液体物理化学性质、纤维素溶解度之间的本质关系；在此基础上，研究离子液体/极性非质子溶剂的摩尔比对纤维素溶解度的影响；并结合高温碳核磁、核磁氢、溶剂化显色紫外/可见光探针、电导率等技术，探索纤维素在离子液体/极性非质子溶剂中的溶解机制。本项目通过主动干预离子液体微观分子结构来调控其物理化学性能，实现从分子层面上对离子液体进行修饰，为设计环保、可循环利用的低粘度、高溶解能力的新型离子液体体系提供科学依据。

结项摘要

本项目根据离子液体结构和性质可调变的独特性能，从分子层面上对离子液体的阴阳进行精细修饰，设计合成了22种新型阴阳离子功能化的离子液体。测定了不同温度下纤维素在这些离子液体中的溶解度。系统地研究了阳离子结构骨架类型、阳离子骨架上酸性氢原子的酸性强弱和数量、阳离子骨架上烯基的数量、阴阳离子上所连官能团的类型和烷基链长度对纤维素的溶解规律，构建了离子液体结构-纤维素溶解度构效关系。研究了纤维素在离子液体中的溶解机制，揭示了离子液体与纤维素相互作用的位点。同时，还首次研究了离子液体结构对再生纤维素材料微观结构形貌的影响，并对其结构和热性质进行评估。在此基础上，发展了一系列离子液体/极性非质子溶剂溶剂体系，测定了25℃下纤维素在这些溶剂体系中的溶解度。研究了两者的摩尔比对纤维素的溶解规律以及纤维素在这些溶剂体系中溶解机制。同时还考察了从这些溶剂体系中再生纤维素的结构、形貌和热性质。发展了1-烯丙基-3-甲基咪唑乙酸盐离子液体/PEG溶剂体系和四丁基铵丙酸盐/MIM溶剂体系，测定了不同温度下纤维素在这些溶剂体系中的溶解度，研究了纤维素在这些溶剂体系中溶解机制，同时还考察了从这些溶剂体系中再生纤维素的结构、形貌和热性质。设计调配了13类胆碱羧酸盐/水溶剂体系，Tween-8/水溶剂体系和DEG/水溶剂体系，系统地研究木质素在其中的溶解规律和溶解机制，并对从这些溶剂体系再生的木质素的结构进行了评估。研究结果表明，本项目设计的溶剂体系对纤维素和木质素具有高效的溶解性能，显著优于已报道的溶剂体系。本研究成果为设计低粘度、高溶解性能及低能耗的新型离子液体基溶剂体系、不同微观结构形貌纤维素材料构建以及室温下纤维素和木质素的加工转化的提供了科学依据。

项目成果

期刊论文数量（15）
专著数量（0）
科研奖励数量（3）
会议论文数量（1）
专利数量（8）
Dissolution performance of cellulose in MIM plus tetrabutylammonium propionate solvent
纤维素在MIM加四丁基丙酸铵溶剂中的溶解性能
  • DOI：
    10.1016/j.molliq.2017.09.065
  • 发表时间：
    2017-11
  • 期刊：
    Journal of Molecular Liquids
  • 影响因子：
    6
  • 作者：
    许爱荣;文拴;陈琳
  • 通讯作者：
    陈琳
Novel and Efficient Diethylene Glycol/H2O Solvent for Lignin Dissolution
用于木质素溶解的新型高效二甘醇/水溶剂
  • DOI：
    10.15376/biores.11.3.6532-6539
  • 发表时间：
    2016-06
  • 期刊：
    Bioresources
  • 影响因子：
    1.5
  • 作者：
    Xu Airong;Guo Xin;Ma Junying;Liu Cuiyun;Li Quan;Wen Shuan
  • 通讯作者：
    Wen Shuan
Eco-friendly polysorbate aqueous solvents for efficient dissolution of lignin
环保型聚山梨酯水溶剂，可有效溶解木质素
  • DOI：
    10.1039/c5ra24570b
  • 发表时间：
    2016-01
  • 期刊：
    Rsc Advances
  • 影响因子：
    3.9
  • 作者：
    Xu Airong;Li Wenjing;Zhang Yibo;Xu Hang
  • 通讯作者：
    Xu Hang
Understanding the dissolution of cellulose in 1-butyl-3-methylimidazolium acetate plus DMAc solvent
了解纤维素在 1-丁基-3-甲基咪唑乙酸盐加 DMAc 溶剂中的溶解情况
  • DOI：
    10.1016/j.ijbiomac.2015.09.058
  • 发表时间：
    2015
  • 期刊：
    International Journal of Biological Macromolecules
  • 影响因子：
    8.2
  • 作者：
    Xu Airong;Guo Xin;Xu Rui
  • 通讯作者：
    Xu Rui
Facile cellulose dissolution without heating in [C4mim][CH3COO]/DMF solvent
在 [C(4)mim][CH3COO]/DMF 溶剂中无需加热即可轻松溶解纤维素
  • DOI：
    10.1016/j.carbpol.2015.02.045
  • 发表时间：
    2015-07-10
  • 期刊：
    CARBOHYDRATE POLYMERS
  • 影响因子：
    11.2
  • 作者：
    Xu, Airong;Cao, Lili;Wang, Bingjun
  • 通讯作者：
    Wang, Bingjun

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其他文献

二氰胺1-羟乙基-3-甲基咪唑离子液体的合成及对糖类化合物的溶解性能
  • DOI：
    10.1360/zb2010-40-9-1332
  • 发表时间：
    2010-09
  • 期刊：
    中国科学:化学
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    王键吉;轩小朋;许爱荣;郑勇
  • 通讯作者：
    郑勇
咪唑类离子液体的阴离子对纤维素溶解性能的影响
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    河南师范大学学报(自然科学版)
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    王键吉;轩小朋;许爱荣
  • 通讯作者：
    许爱荣

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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
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          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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