离子液体除杂提纯_离子液体【默尼离子液体定制】
2026-07-14 12:20:26
HeYan
1
离子交换树脂协同除杂 纤维素用离子液体高效回收
一、研究背景与行业痛点
纤维素是自然界储量最丰富的生物质资源，兼具可再生、可降解与生物相容性优势，但分子间强氢键网络使其难溶于常规溶剂。离子液体可在温和条件下高效溶解纤维素，是制备高性能再生纤维素材料的核心溶剂，工业化潜力突出。
但在溶解与再生过程中，凝固浴会逐步混入金属离子与阴离子杂质，既会劣化再生纤维素的外观与力学性能，又会严重影响离子液体的循环复用性，提升生产成本与环保压力。现有萃取、膜分离、吸附等方法普遍存在吸附容量低、选择性差、再生条件苛刻等不足，亟需高效的杂质去除技术。
二、离子交换树脂筛选与吸附机制
北京林业大学许凤、李鑫团队提出阴阳离子交换树脂协同净化策略，针对性去除凝固浴中离子液体的两类杂质：
阳离子去除：对比三款商用阳离子树脂，Lyocell-X 对 Mg²+、Ca²+ 吸附速率优异，在高浓度 Cu²+ 体系中吸附能力显著优于同类产品。表征证实，该树脂可通过 S-Cu-O 配位作用结合金属离子，丰富的磺酸基团与适配的孔径结构赋予其更强的离子交换能力。
阴离子去除：PA408 阴离子树脂性能最优，处理后凝固浴的紫外特征吸光度显著下降，证实阴离子杂质被有效脱除。
三、树脂再生与连续运行稳定性
研究验证了树脂的优异可复用性与工业化适配性：以 2 mol/L HCl 为洗脱剂，Lyocell-X 对多种金属离子的解吸率最高可达 94.0%；经过 10 次连续吸附 - 解吸循环，对 Cu²+ 的去除率仍保持 92.0%，吸附容量稳定在 79.22 mg/g，官能团无明显损耗。
动态吸附测试显示，在 5 BV/h 的流速下，树脂饱和吸附时间长达 1800 分钟，穿透曲线宽，具备长期连续运行的工业应用潜力。
四、净化后离子液体的应用性能
杂质净化可显著提升离子液体的复用性能与产品品质：净化后的超碱衍生离子液体粘度明显降低，10wt% 纤维素的溶解时间较未净化体系缩短 20 分钟；制备的再生纤维素膜最大拉伸强度达 32.03 MPa，较未净化体系提升约 26.5%。
五、研究结论
本研究开发的阴阳离子交换树脂协同净化工艺，可高效、选择性去除纤维素凝固浴中的金属离子与阴离子杂质，树脂循环稳定性优异，工艺适配连续工业化运行。该方案为离子液体的低成本回收复用、再生纤维素材料的性能提升提供了成熟可行的技术路径。![离子交换树脂协同除杂 纤维素用离子液体高效回收]( "1784003149864765.png")
原文链接：
https://doi.org10.1016/j.seppur.2026.138118
原文作者：
Jie Wang, Hui Zhao, Meixin Wang, Yingchun Fan, Haichao Li, Xin Li, and Feng Xu
DOI: 10.1016/j.seppur.2026.138118
标签: 离子液体 离子液体应用 默尼离子液体定制
