据美国研究人员称，室温下呈液态的离子液体（盐类）可以通过回收生物燃料生产过程中的副产品来潜在地降低成本和提高环保性。这些来自生物燃料废料的离子液体随后可以被用来从生物质中提取糖分，从而制成燃料。
将生物质分解为适用于制造生物燃料的有用化学物质的最大挑战之一是找到将木质纤维素生物质选择性地解聚成其单体的方法：葡萄糖、木糖和木质素。与热化学方法相比，此前已证实基于咪唑鎓的离子液体对此过程具有高度的选择性和效率。然而，由于这些石油基离子液体成本高昂，其使用受到了限制。
现在，西玛·辛格和联合生物能源研究所及其他美国机构的同事们开发了一种闭环系统，该系统有可能降低制造适用于生物质加工的离子液体的成本和环境影响。“到目前为止，离子液体的阳离子都是石油基的，”辛格说。“利用生物燃料生产的副产品将其转化为离子液体，可以形成闭环，并使该过程具有可持续性、无毒性，并且比石油基离子液体便宜得多。”
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研究人员使用糠醛、香草醛和对茴香醛制备了离子液体，这些都是源自木质素和纤维素的芳香醛。这些物质分别用二乙胺和三乙酰氧基硼氢化钠处理，这会导致还原胺化和叔胺基离子液体的合成。然后，他们使用这些离子液体对柳枝稷中的木质纤维素生物质进行预处理。
糠醛和对茴香醛衍生的离子液体表现最佳，在用消化酶孵育 72 小时后，两种液体均从柳枝稷中提供了 90-95% 的葡萄糖和 70-75% 的木糖产量。“我们证明了这些离子液体在预处理生物质方面非常出色，并且与基于咪唑鎓的离子液体相媲美，”辛格解释说。
“这是我第一次听说有人用生物质制造离子液体，”威斯康星大学麦迪逊分校研究生物燃料生产的乔治·休伯说。“以前没有考虑过这一点的原因是，化学界现在才开始意识到可以从生物质中制成的产品的数量之大和复杂程度。一切可以从石油中制成的都可以从可再生资源中制成，但挑战在于经济性。”
事实上，新的生物质衍生离子液体仍然面临着需要克服的经济挑战——休伯提出的一个缺点是，制造它们的过程使用了昂贵的商品化学品，即二乙胺和三乙酰氧基硼氢化钠进行还原胺化。西玛和她的同事们还估计，目前从生物质中制造离子液体的成本约为 12-15 美元/公斤。他们说，如果可以用氨和氢气代替二乙胺和三乙酰氧基硼氢化钠，成本可以减半至 4 美元/公斤。咪唑鎓离子液体的成本可能在 17-25 美元/公斤之间。
本文经化学世界许可转载。这篇文章于 2014年8月27日首次发表。