李 鑫， 游婷婷， 許杜鑫， 李海潮， 吳玉英， 許 鳳

(北京林業(yè)大學 生物質(zhì)化學北京市重點實驗室,北京 100083)

纖維素是植物細胞壁的主要化學組分之一，大量存在于木材、秸稈、竹子、棉等木質(zhì)纖維原料中。開發(fā)纖維素膜、絲、凝膠等生物質(zhì)基材料以及改性制備羥甲基纖維素等衍生物，在化工、紡織、醫(yī)藥衛(wèi)生、油田化學和生物化學等領域具有廣闊的應用前景[1]?？紤]到煤炭、石油、天然氣等不可再生資源的日益枯竭，充分高效地利用纖維素這類可再生資源，對維持社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展、減少傳統(tǒng)能源工業(yè)對不可再生資源的依賴具有重要意義[2]。纖維素是由D-吡喃葡萄糖通過β-1,4糖苷鍵連接而成的線型高分子多糖，其中大量醇羥基容易形成多重的分子間和分子內(nèi)氫鍵，削弱了大部分羥基的親和作用，從而使其難溶于水和普通有機溶劑。目前，溶解纖維素的方法可以分為衍生化溶解法和直接溶解法，前者溶解過程中溶劑體系與纖維素發(fā)生衍生化反應促進溶解，例如，NaOH/CS2、多聚甲醛/二甲基亞砜、N2O4/二甲基甲酰胺等溶劑體系；后者屬于物理溶解，溶劑體系主要破壞纖維素氫鍵網(wǎng)絡，包括N-甲基嗎啉-N-氧化物(NMMO)體系、堿水溶液體系、LiCl/二甲基乙酰胺、離子液體等。當前的纖維素工業(yè)化溶解技術主要有黏膠法和萊賽爾法，黏膠法采用衍生化溶劑NaOH/CS2溶解纖維素，通過與纖維素發(fā)生化學反應形成纖維素衍生物，使其溶解，該生產(chǎn)過程工藝繁瑣，會排放CS2等有害物質(zhì)，造成環(huán)境污染并損害人體健康，不利于可持續(xù)發(fā)展；萊賽爾法生產(chǎn)技術中采用綠色溶劑NMMO物理溶解纖維素，環(huán)境友好，但價格昂貴，且溶劑的熱不穩(wěn)定性和相關副反應發(fā)生可能引起爆炸性危險[3]。因此，開發(fā)和應用工藝簡單、安全有效的新型纖維素溶劑是影響纖維素市場競爭力的核心。溶解纖維素的新型溶劑體系包括兩類：一類是水相溶劑體系，即由兩種或兩種以上組分組成的含水混合液，水在溶解過程中有潤脹纖維素、降低溶液黏度、調(diào)節(jié)試劑兩親性等作用；另一類是有機溶劑體系，即完全由有機組分組成的非水溶劑。本文結合國內(nèi)外最新研究進展，將近年來開發(fā)的兩類新型纖維素溶劑體系進行了綜述，以期為未來開發(fā)出更加低廉環(huán)保、溶解性能優(yōu)異的高效溶劑體系提供參考。

1 水相溶劑體系

1.1 氫氧化鈉/水溶劑體系

圖1 纖維素的分子結構 Fig.1 Cellulose molecular structure

NaOH/H2O體系是能溶解纖維素的最簡單、經(jīng)濟的溶劑體系[4]。較低相對分子質(zhì)量(<40 000)的非結晶態(tài)纖維素在4 ℃可溶解于8%～10% NaOH溶液中，但溶解度較小[5]。為了提高纖維素在NaOH溶液中的溶解性能，需要利用蒸汽爆破技術[6]、水熱處理[7]、酶修飾[8]、機械球磨[9]等手段對纖維素進行前處理。Kamide團隊[6]將纖維素與NaOH溶液的混合物置于高溫高壓蒸汽(如183～252 ℃，1.0～4.9 MPa，持續(xù)15～300 s)中，經(jīng)爆破后迅速減壓，破壞了纖維素的超分子結構，從而獲得高濃度纖維素溶液。他們認為蒸汽爆破使纖維素吡喃糖環(huán)C3上的仲羥基(見圖1)與相鄰葡萄糖單元環(huán)上羥基氧原子之間的氫鍵局部斷裂，從而提高纖維素在NaOH溶劑體系中的溶解能力。纖維素經(jīng)高溫水熱(173 ℃，30～70 min)處理后，可直接溶解于NaOH溶液中，但其相對分子質(zhì)量和結晶度均會降低[7]。另外，將纖維素分散液添加到纖維素酶的醋酸緩沖液中進行酶處理，可得到相對分子質(zhì)量、結晶度及氫鍵數(shù)目較少的纖維素，該纖維素經(jīng)過濾和洗滌即可溶解在NaOH溶液中[8]。對纖維素進行機械球磨也可以降低其結晶度、打破分子間和分子內(nèi)氫鍵，從而提高纖維素的溶解度[9]。

在高濃度NaOH溶液中，強電負性OH-與纖維素羥基反應生成帶負電荷的堿纖維素，并通過靜電作用吸引鈉離子，使纖維素氫鍵斷裂，進而實現(xiàn)溶解[10]。核磁(NMR)技術和拉曼光譜分析結果顯示：隨著NaOH濃度增大，纖維素C原子化學位移線性增大，在溶液中的存在形態(tài)由Na-纖維素Ⅰ復合物轉(zhuǎn)變?yōu)镹a-纖維素Ⅱ復合物[11-12]。Moigne等[13]對溶解機理進行深入研究發(fā)現(xiàn)，纖維素在8% NaOH溶液中的溶解是一個不斷破壞纖維素分子氫鍵的過程，氫鍵逐步解離形成多層次結構。因此，影響纖維素溶解的主要因素是其分子結構和分子鏈所處的化學環(huán)境。NaOH/H2O體系雖然價格低廉，但溶解能力有限，只能溶解低相對分子質(zhì)量或經(jīng)過前處理的纖維素和再生纖維素，難以實現(xiàn)紡絲或制膜工業(yè)化生產(chǎn)。

1.2 堿/尿素和NaOH/硫脲水溶液體系

圖2 NaOH/尿素體系溶解纖維素的機理[15]Fig.2 Dissolution mechanism of cellulose in NaOH/urea system[15]

基于前人對堿水體系的探索，張俐娜院士團隊開發(fā)了無毒、低成本、快速低溫溶解纖維素的堿/尿素和NaOH/硫脲水溶液體系。其中，堿的種類對溶解效果影響較大，研究表明：在-12 ℃條件下，沒有經(jīng)過前處理的黏均相對分子質(zhì)量(Mη)為1.14×105～3.72×105的纖維素在7%NaOH/12%尿素和4.2% LiOH/12%尿素體系中完全溶解只需2 min，但在KOH/尿素中卻無法溶解[14]。另外，9.5%NaOH/4.5% 硫脲體系預冷至-5 ℃同樣能夠迅速溶解纖維素，利用濕法紡絲可以制備出力學性能優(yōu)良(拉伸強度為2.0～2.2 cN/dtex)的纖維素絲[14]。NaOH/尿素、LiOH/尿素和NaOH/硫脲體系溶解纖維素機理如圖2所示，低溫下NaOH水合物[Na+(OH)m·OH-(OH)n]或LiOH水合物[Li+(OH)m·OH-(OH)n]更容易與纖維素羥基結合形成新的氫鍵網(wǎng)絡，從而破壞纖維素自身分子內(nèi)和分子間氫鍵，尿素或硫脲分子通過動態(tài)自組裝快速包覆在蠕蟲狀堿和纖維素的氫鍵網(wǎng)絡外部，形成堿-尿素-水的集群或NaOH-硫脲-水的集群，DSC和13C NMR 分析結果證明：這種穩(wěn)定自組裝集群的形成促使纖維素快速溶解，同時尿素或硫脲穩(wěn)定已溶解的纖維素分子，阻止其聚集或凝膠化[15]。Huang等[16]采用固態(tài)NMR技術研究了LiOH/尿素/纖維素體系中Li+的存在形式及各組分之間的相互作用，結果表明：4種不同形式的Li+與纖維素鏈相互作用，阻止鏈自聚集，促進溶解。另外，其他生物聚合物，如甲殼素、殼聚糖等在低溫堿/尿素水溶液中也可以溶解，其溶解機理與纖維素的溶解機理一致[17-18]。然而，由于堿/尿素和NaOH/硫脲水溶液體系只能溶解草漿、甘蔗渣漿等低聚合度的纖維素，且纖維素在預冷溶劑中存在分散不均勻、易發(fā)生凝膠化、溶解條件苛刻等問題，阻礙了該體系的工業(yè)化進程[19]。

1.3 季銨鹽/季鏻鹽水溶液及其復合溶劑體系

季銨鹽/季鏻鹽水溶液是一種常溫快速溶解纖維素的新型溶劑體系，該體系解決了堿/尿素和NaOH/硫脲水溶液體系溶解條件苛刻的難題。Heinze等[20]報道稱四丁基氟化銨三水合物(TBAF·3H2O)/二甲基亞砜(DMSO)體系在室溫下可快速(15 min)溶解相對分子質(zhì)量高達105 300的纖維素。在此溶解體系中，F(xiàn)-與水產(chǎn)生氫鍵作用，加入纖維素后，F(xiàn)-與纖維素的羥基形成新的氫鍵，破壞了纖維素自身氫鍵網(wǎng)絡，從而溶解纖維素[21]。2012年，四丁基氫氧化銨(TBAH)和四丁基氫氧化鏻(TBPH)水溶液體系室溫溶解纖維素的研究成果被相繼報道，室溫溶解纖維素溶劑體系引起了學術界的極大關注[22]。TBAH和TBPH水溶液在室溫條件下可以快速(5 min)溶解20%的未經(jīng)前處理的微晶纖維素，制得透明溶液，且纖維素未被降解或衍生化[22]。Alves等[23]利用固態(tài)NMR技術對該溶劑體系中固體和液體的纖維素信號分別進行了表征，結果表明：與NaOH-纖維素溶液相比，在TBAH/H2O溶液中的液體纖維素C原子信號明顯強于固體的信號，表明TBAH/H2O體系溶解纖維素能力更強。

季銨鹽/季鏻鹽水溶液體系溶解纖維素機理主要涉及自由基反應、雙親性調(diào)控等。Chen等[24]提出微晶纖維素在TBAH/DMSO溶劑體系中的溶解機理是自由基反應，即纖維素溶解度與混合溶劑中的自由基量呈正相關，如圖3所示，DMSO自由基首先進攻纖維素還原性末端，使纖維素鏈從還原性末端打開，導致分子間氫鍵(C6-OH…OH-C3)暴露在溶劑中，最終溶解。此外，調(diào)控季銨鹽水溶液與纖維素晶體之間的雙親性，可實現(xiàn)對該溶劑體系的增溶作用。Wei等[25]為了提高TBAH水溶液對纖維素的溶解度，在溶劑中添加尿素，研究表明：40%～60% TBAH水溶液隨濃度不同表現(xiàn)出不同的雙親性，加入尿素可以屏蔽已溶解纖維素分子的疏水區(qū)域，從而抑制纖維素再生。TBAH和TBPH水溶液體系溶解纖維素的條件溫和、溶解度高且體系中允許含有大量水分，因此是一類有巨大潛力的纖維素溶劑體系[26]。

1.4 熔融無機鹽水合物

近年來，原料易得、價格低廉的熔融無機鹽水合物作為纖維素的新溶劑受到了研究者們的廣泛關注。常用來溶解纖維素的無機鹽水合物有：ZnCl2·4H2O、 FeCl3·6H2O、 LiClO4·3H2O、 LiI·2H2O、 ZnCl2·3H2O、 Ca(SCN)2·3H2O以及混合體系LiClO4·3H2O/MgCl2·6H2O、 LiClO4·3H2O/Mg(ClO4)2/H2O、 LiClO4·3H2O/NaClO4/H2O、 LiCl/ZnCl2/H2O、 NaSCN/KSCN/LiSCN/H2O、 NaSCN/KSCN/Ca(SCN)2/H2O等[27-28]。早在20世紀70年代，Richard和Williams就使用甲基β-D-吡喃葡萄糖作為模型物研究ZnCl2水溶液和纖維素之間的作用，結果表明：ZnCl2與D-吡喃葡萄糖上的C2和C3鄰羥基之間存在復合結構[29]。Lu等[30]研究指出：在80 ℃時，細菌纖維素在ZnCl2·3H2O中的最大溶解度為 5.5%，制備的再生纖維由于表面原纖化和低結晶度，機械性能較差。另外，未經(jīng)任何前處理的木漿在100 ℃下可以溶解于55%的Ca(SCN)2水溶液中，這是由于Ca2+與骨架葡萄糖環(huán)中的氧原子(主要為C6位置)相互作用，破壞纖維素的分子結構[31]。纖維二糖在無機鹽溶液中的溶解規(guī)律遵循Hofmeister序列，即溶解度由大到小為ZnCl2>LiCl>NaCl>H2O>KCl>NH4Cl，其溶解機理是金屬陽離子水合物與纖維素C5和C6位置的氧原子相互作用，與金屬陽離子結合的Cl-進而去破壞纖維素氫鍵[32]。Yang等[28]提出了一種新的纖維素溶解再生工藝，即纖維素在110～130 ℃溶解于54%～60% LiBr水溶液中，經(jīng)凝固再生后制備出具有高度多孔三維結構的再生纖維素凝膠。纖維素在熔融無機鹽水合物中的溶解機理尚不明朗，仍需要進一步研究。

圖3 TBAH/DMSO體系溶解纖維素的機理[24]

2 有機溶劑體系

2.1 氯化鋰/N,N-二甲基乙酰胺溶劑體系

LiCl與N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)簡單復合對纖維素表現(xiàn)出了良好的溶解能力，這與絡合物分子的空間結構有關[33]。其中，LiCl的質(zhì)量分數(shù)對纖維素溶解度影響較大，研究表明：當復合體系中LiCl的質(zhì)量分數(shù)為10%時，纖維素(聚合度為550)最大溶解度可達16%[34]。Matsumoto等[35]指出LiCl/DMAc體系可以在室溫下溶解高相對分子質(zhì)量(>1 000 000)的纖維素，且纖維素無明顯降解。為了加快溶解速度，需要對纖維素進行前處理，常用的處理手段是將纖維素原料機械粉碎、活化、在水或二氧六環(huán)中溶脹后再加入乙醇、甲醇或丙酮等進行溶劑交換[36-37]。

目前該體系被廣泛接受的溶解機理有兩種，其中一種是由McCormick等提出的，即Li+與DMAc的羰基之間形成離子-偶極配合物，而Cl-和纖維素的羥基之間形成氫鍵[38]。Morgenstern等[39]通過觀察和分析7Li NMR的化學位移，證實了Li+與纖維素鏈之間存在密切的相互作用，并提出新的機理，即在LiCl/DMAc溶解纖維素的過程中，Li+內(nèi)配位層中的一個DMAc分子被一個纖維素羥基取代。Zhang等[40]在此基礎上繼續(xù)提出了Li+-Cl-離子對同時裂解打破了纖維素分子間氫鍵(圖4)，纖維素羥基質(zhì)子與Cl-形成強氫鍵，而Li+與DMAc分子形成溶劑化物，該溶劑化物通過與Cl-形成氫鍵作用來達到電荷平衡，進而實現(xiàn)溶解。LiCl/DMAc體系溶解的纖維素溶液無色透明，且纖維素在其中不會發(fā)生顯著降解，因而該體系在分析技術、制備纖維素衍生物等領域具有廣泛的用途[41]。然而，通過對LiCl/DMAc體系進行光散射研究發(fā)現(xiàn)，纖維素稀溶液中存在小的團聚體，利用機械剪切作用可以暫時消除這些團聚體[42]，但是，當LiCl的質(zhì)量分數(shù)低于6%或纖維素的質(zhì)量分數(shù)高于2%時，纖維素溶液中存在不溶物，且該溶液隨儲存時間延長黏度逐漸降低，證明纖維素在其中處于亞穩(wěn)態(tài)[43]。同時，LiCl/DMAc溶劑體系價格昂貴、回收困難的缺點也限制了其商業(yè)應用的開發(fā)。

圖4 LiCl/DMAc體系溶解纖維素的機理[40]

2.2 離子液體及其復合溶劑體系

離子液體(ILs)是指在相對較低的溫度(<100 ℃)下以液體形式存在的鹽溶劑體系，具有不易揮發(fā)性、化學和熱穩(wěn)定性、不可燃性、較低的蒸汽壓、結構可設計性等優(yōu)異性能[44]。2002年，Rogers團隊[45]首次報道了烷基咪唑類離子液體可物理溶解纖維素，開辟了一類新型纖維素溶劑的研究領域。隨后，Zhang等[46]在咪唑陽離子結構中引入帶有不飽和雙鍵的烯丙基，合成了新型室溫離子液體1-烯丙基-3-甲基咪唑氯鹽(AmimCl)，未經(jīng)任何前處理的纖維素樣品可以溶解在其中，并且以水為凝固浴制備的再生纖維素薄膜具有較高的機械性能。在此基礎上，熔點更低、黏度更小和溶解能力更強的1-乙基-3-甲基咪唑醋酸鹽(EmimAc)被成功合成[47]。至此，ILs在纖維素化學中的應用開始引起科學家們廣泛的關注，越來越多新型ILs被陸續(xù)報道?？扇芙饫w維素的新型ILs類型主要有咪唑類、吡啶類、膽堿類和超堿類等。新型功能化咪唑羧酸鹽，在沒有額外能源消耗下，表現(xiàn)出極強的纖維素室溫溶解能力[48]。Sixta等[49]研發(fā)的新型超堿類離子液體1,5-二氮雜雙環(huán)[4.3.0]壬-5-烯醋酸鹽([DBNH][Ac])，可以用于離子液體纖維(Ioncell)的制備，離子液體纖維的物理和化學性能均超越了目前商業(yè)人造纖維的性能，為工業(yè)化生產(chǎn)提供了可能。Fu等[50]以吡啶和氯丙烯為原料，采用一步合成法制備出新型吡啶類離子液體N-丙烯基吡啶氯鹽([APy]Cl)，該體系對棉漿粕纖維素具有優(yōu)異的溶解能力。Ren等[51]在氮氣保護下，合成了9種膽堿類離子液體，其中膽堿?；撬?[Ch][Tau])對小麥秸稈纖維素的溶解能力最佳。綜上，ILs溶解纖維素能力大致排序為：咪唑類>超堿類>吡啶類>膽堿類。ILs對纖維素溶解盡管有效，但是ILs具有強吸水性且溶解過程中存在溶解速度慢、黏度大和成本高等問題，因此，研究者們對ILs溶解纖維素的工藝進行了改進或?qū)Ls與其他共溶劑復合，如添加金屬鹽[52]、質(zhì)子惰性共溶劑[53]、固體酸[54]、氫鍵受體[55]等，以期達到助溶的效果。

對于ILs溶解纖維素的機理，尤其是陰陽離子在溶解過程中各自所起的作用，目前仍然存在爭議，特別是陽離子所起的作用，研究者們還沒有清晰的認識或形成共識。Fukaya等[56]首次提出ILs陰離子與纖維素羥基的相互作用是影響纖維素溶解的主要因素，并且表征了陰離子的氫鍵接受能力。同時，溶解過程的分子模擬顯示，ILs的進攻目標是纖維素中的葡萄糖殘基，陰離子與纖維素羥基之間存在較強的相互作用。Remsing等[57]采用NMR技術對溶解機理的進一步研究表明：纖維素在1-丁基-3-甲基咪唑氯鹽(C4mimCl)中的溶劑化涉及纖維素羥基質(zhì)子與ILs氯離子之間的化學計量氫鍵，而與陽離子之間沒有必然關系。

然而，Zhang等[47]通過系統(tǒng)NMR研究證明：纖維素在EmimAc中的溶解是陰陽離子與纖維素羥基共同作用的結果，陰離子與纖維素羥基氫形成氫鍵，陽離子通過咪唑環(huán)上的活潑氫與纖維素羥基氧相互作用(見圖5)。Lu等[58]為進一步驗證陽離子在纖維素溶解中不可或缺的作用，合成了13種相同陰離子、不同陽離子的ILs，探究發(fā)現(xiàn)，陽離子通過與纖維素的羥基氧或醚氧形成氫鍵結合從而提高纖維素的溶解度，陰離子競爭/空間位阻會降低纖維素的溶解度。此外，纖維素鏈與ILs之間的作用比纖維素鏈與水或甲醇的作用力強，除了陰離子與纖維素羥基形成強氫鍵，一些陽離子通過疏水作用與多糖接觸，也證實了陽離子在纖維素溶解過程中有不可替代的作用[59]。因此，ILs的陰陽離子協(xié)同破壞纖維素氫鍵是目前學術界普遍接受的溶解機理。含有乙基、烯丙基、2-羥基乙基、2-甲氧基乙基、丙烯酰氧基丙基等官能團的甲基咪唑陽離子、吡啶陽離子、乙基嗎啉陽離子、甲基吡啶陽離子等，與Ac-、癸酸根(Dec-)、HCOO-、Cl-、苯酸根(BEN-)、磷酸二甲酯根(DMPO4-)、磷酸二乙酯根(DEP-)、磷酸二正丁酯根(DBP-)、Br-等陰離子相結合，對纖維素的溶解效果最佳[60]。ILs作為一類新型、高效的綠色纖維素溶劑，具有巨大的產(chǎn)業(yè)化潛力。據(jù)報道，最近山東恒聯(lián)新材料有限公司基于ILs體系的一萬噸再生纖維素膜生產(chǎn)線已建成，正在試運行。但人們對ILs的高效合成、毒性評價、循環(huán)利用等重要問題仍有待深入研究。

圖5 離子液體體系溶解纖維素的機理[47]

2.3 低共熔溶劑體系

低共熔溶劑(DESs)是由氫鍵受體(HBA)和氫鍵供體(HBD)通過分子間氫鍵作用連接形成的一種低熔點綠色溶劑，具有和離子液體相似的物理化學特性，且制備方法簡單、成本低廉[61]。HBA主要為季鏻鹽、季銨鹽、咪唑鎓鹽等，HBD主要包括羧酸、胺、醇或碳水化合物等。

HBA和HBD的物質(zhì)的量比值、種類、結構顯著影響DESs對纖維素的溶解度。2012年，F(xiàn)rancisco等[62]首次將DESs用作木質(zhì)纖維素加工的溶劑，并測試了脯氨酸-蘋果酸不同物質(zhì)的量比值時組成的DESs溶解纖維素的能力，發(fā)現(xiàn)隨著脯氨酸在DESs中比例的增加，纖維素溶解度增大，當脯氨酸與蘋果酸的物質(zhì)的量比為3 ∶1時，纖維素的溶解度達0.78%，而物質(zhì)的量比2 ∶1時，纖維素的溶解度降低為0.25%。Sharma等[63]采用氯化膽堿(ChCl)、溴化膽堿、甜菜堿為HBA，尿素、乙二醇、丙三醇為HBD合成DESs，并利用其溶解纖維素，研究表明：ChCl-尿素(物質(zhì)的量1 ∶2)在100 ℃下可溶解8.0%纖維素，但實驗結果無法重現(xiàn)[64]，而ChCl-乙二醇(物質(zhì)的量1 ∶2)在任何工藝條件下均不能溶解纖維素。此外，季銨鹽類和酰胺類物質(zhì)反應制備的DESs具有較強溶解纖維素的能力，含丁基的季銨鹽類DESs對纖維素的溶解度可達6.5%～7.8%，遠遠大于含乙基(5.5%)和甲基(5.0%)的季銨鹽類DESs。同時，丁基季銨鹽-酰胺類DESs中不同陰離子對纖維素溶解能力也不同，可排序為Br-

3 溶解機理對比分析

纖維素基產(chǎn)品的制備及應用與其溶解程度密切相關，深入探究纖維素溶解機理，尋找一種優(yōu)異的新型纖維素溶劑至關重要。表1對比和總結了纖維素在水相溶劑體系和有機溶劑體系中的溶解機理，有利于為新型纖維素溶劑體系的開發(fā)提供依據(jù)和參考。

表1 纖維素在各種溶劑體系的溶解機理Table 1 The dissolution mechanism of cellulose in the various solvent systems

4 結 語

我國木質(zhì)纖維原料充足，研究纖維素基生物可降解材料具有重要的發(fā)展前景，對建設環(huán)境友好、經(jīng)濟健康發(fā)展的社會具有重大意義。天然纖維素須經(jīng)過有效溶解才能生產(chǎn)再生纖維素，因此纖維素溶劑及溶解技術是其高值化加工利用的關鍵。與傳統(tǒng)纖維素溶劑體系相比，新型纖維素溶劑體系生產(chǎn)再生纖維素的工藝流程簡單、綠色環(huán)保、操作安全，特別是季銨鹽/季鏻鹽水體系、離子液體溶劑體系和低共熔溶劑體系，發(fā)展?jié)摿薮?。季銨鹽/季鏻鹽水體系實現(xiàn)了纖維素在常溫和大氣環(huán)境下地快速可控溶解，已應用于纖維素纖維紡絲工程化研究中。離子液體的可設計性為纖維素工業(yè)化綠色加工提供了更多可能，為纖維素的高值化利用提供了嶄新的平臺。盡管低共熔溶劑成本低廉，但溶解纖維素的效果有限，亟需通過分子設計及復配提高低共熔溶劑對纖維素的溶解度。因此，對現(xiàn)有纖維素溶解技術及溶解機理的深入總結有助于以新視角研究纖維素溶劑，對后續(xù)開發(fā)更加廉價、綠色、高效的纖維素新溶劑具有重要的指導作用。