1. 研究目的与意义
本研究采用均相法，以为棉浆粕为原料，以LiCl/DMAc为溶剂，脂肪酰氯为酰化剂，吡啶为催化剂，合成长链纤维素酯。制备纤维素酯的过程中，考察纤维素预处理时间和温度、反应时间、反应温度、催化剂用量及反应物质量比对产物取代度的影响。接枝后的产物分别采用红外光谱、核磁共振、X射线衍射、扫描电镜手段来表征。同时研究不同取代度的纤维素酯对有机污染物的吸附能力，对吸附后的产品进行解吸附实验，研究纤维素酯的再生利用能力。
活性炭吸附是去除水中有机物的最常用也是最有效的方法，其吸附是一个表面过程，但对水中有机物的吸附没有选择性，容易达到饱和，对于低含量、亲脂的持久性有机污染物的吸附效果并不理想。若能利用高级脂肪酸纤维素酯来进行对持久性有机污染物的处理，对环境保护、生态效应及人类的健康都具有非常重大的意义。
2. 国内外研究现状分析
纤维素的有机酸酯可以通过纤维素与有机酸、酸酐或酰氯反应制得。我国对纤维素有机酸酯的研究起步较早。从上世纪40~60年代的低温法至80~90年代的高温法，再到气一固相反应，虽然探索出了温度和压力对反应的影响，但从未摆脱反应的多相性对整个过程的影响。直到1975年，Johnson等首次发现纤维素溶于DMSO/PF溶剂体系中而生成羚甲基纤维素后，才开始了均相乙酰化反应的研究。到LiCl/DMAc溶剂体系于1979年首次被用来溶解纤维素，后来的20多年里该体系使纤维素的酯化反应得到迅速的发展。宋缪毅等在2001年采用共反应剂制备纤维素高级脂肪酸酯，可不需要溶剂。最近Edgar等人采用Ti化合物为催化剂合成了纤维素酯，可以灵活控制产物的酯化度。
纤维素高级脂肪酸酯具有很好的吸附性。Aoki et al等在1999年研究表明纤维素脂肪酸酯对多种有害金属离子，比如汞，铜，铬，铅等离子较强的吸附性。Ho et al.等在2005年提出许多研究者已经开始注重开发长链纤维素酯新的功能，比如提取废水中无机和有机污染物的可循环吸附剂。目前国内代瑞华等用醋酸纤维素酯制备吸附剂，效果很好（2005）。而对于长链的纤维素脂肪酸酯制备吸附剂，国内尚无系统研究。
3. 研究的基本内容与计划
研究内容：1. 纤维素预处理工艺和溶解条件的研究；2. 纤维素酯的制备，详细研究药品用量、反应温度、反应时间、催化剂用量等因素对纤维素酯产品性能的影响；3. 纤维素酯对有机污染物的吸附性能分析。研究计划：采用均相法，以微晶纤维素为原料，以LiCl/DMAc为溶剂，脂肪酰氯为酰化剂，吡啶为催化剂，合成长链纤维素酯。制备纤维素酯的过程中，考察纤维素预处理时间和温度、反应时间、反应温度、催化剂用量及反应物质量比对产物取代度的影响。接枝后的产物分别采用红外光谱、核磁共振、X射线衍射、扫描电镜手段来表征。同时研究不同取代度的纤维素酯对有机污染物的吸附能力。
4. 研究创新点
本实验特色之处是采用均相法制备纤维素酯。由于纤维素分子高结晶形态和超分子结构，大量高反应性的羟基被封闭在结晶区内，难于被各种反应试剂所触及，严重影响纤维素酯化反应的可及度、速度和均匀度，决定了纤维素的大多数反应都是在非均相介质中进行。纤维素的均相反应中纤维素的整个分子溶解在溶剂中，分子间与分子内氢键均已破坏，氢键的破坏，使纤维素大分子间距离增加，提高了纤维素反应的可及度，纤维素大分子链上的伯、仲羟基对于反应试剂来说，都是可及的。同时，由于从根本上解决了反应试剂在纤维素内部扩散速度的问题，达到提高反应性能和取代基分布的均匀性的目的。
本研究的创新点着重在于用长链的纤维素脂肪酸酯对有机污染物的吸附，多数改性纤维素酯处理的是金属离子，很少研究报道类似的体系用于去除有机污染物。活性炭和沸石是去除水中有机物的最常用也是最有效的吸附剂，其吸附是一个表面过程，但对水中有机物的吸附没有选择性，容易达到饱和，对于低含量、亲脂的持久性有机污染物的吸附效果并不理想。因此利用纤维素酯来进行对持久性有机污染物的吸附，具有很广阔的前景，对促进持久性有机污染物的处理有着重大的意义。
