DOI: 10.1016/j.carbpol.2022.119260

在过去十年中，纤维素循环的重要性随着“雄心勃勃”的生物经济目标而不断增加，但是许多新型制备工艺仍然缺乏技术稳健性。在这项工作中，研究者提出了通过湿法静电纺丝制备纤维素纤维基质的优化工艺，其中通过控制离子液体的去除以避免形成膜状结构。纤维是在定制的湿式静电纺丝装置上由含3%棉纤维素溶液的不同类型离子液体（BMIMAc/C10MIMCl/EMIMAc）制备而成的。使用去离子水在一定范围的洗脱比例下进行三级洗脱，使纤维素凝固并去除离子液体残留物，从而获得多种纤维形态。在较高的水/IL比例下，所有离子液体的中值纤维宽度为0.4μm，孔隙率为92.3%，孔径为155μm。研究表明，洗脱率的增加对单独纤维素纤维的形成、结晶度和所形成结构的机械强度有着积极影响。

图1.纤维素/离子液体湿式静电纺丝装置方案。

图2.低和高水/IL比例的三种离子液体形成纤维素纤维基质样品的形态。洗脱实验的顺序，即水/IL比率（一级洗脱）、水/IL比率（二级洗脱）和乙醇浓度（三级洗脱）显示在每个图像下方。

图3.BMIMAc形成纤维素纤维基质样品的SEM图像。洗脱实验的顺序，即水/IL比率（一级洗脱）、水/IL比率（二级洗脱）和乙醇浓度（三级洗脱）显示在每个图像下方。

图4.A-纤维素纤维基质M34样品的3DμCT图像（水/IL比率37.5ml/ml，水/IL比率375ml/ml，乙醇浓度20%）。B-样品M34的μCT图像分割图。C-电纺纤维素纤维基质M34的3D孔径分布。D-纤维素纤维的宽度分布（根据SEM图像）。

图5.原始纤维素和再生纤维素基质的FTIR光谱。A：在各种洗脱条件下由BMIMAc形成的样品。B：由ILs BMIMAc、C10MIMC1和EMIMAc形成的样品。C：原始纤维素（RC）和IL浸渍原始纤维素（RC+BMIMAc）在1800-1500cm-1范围内的光谱。D：低水/IL比（M51）和高水/IL比（M41）洗脱条件下，纤维素基质在1800-1500cm-1范围内的光谱。

图6.原始纤维素（RC）、离子液体浸渍纤维素（RC+BMIMAc）和再生纤维素的固态NMR光谱。A-13C RC MAS光谱。B-1H MAS光谱。MAS旋转边带用星号表示。

图7.A-BMIMAc、C10MIMCl和EMIMAc三种离子液体形成的电纺纤维素样品的XRD谱。B-在不同洗脱条件下原始和由BMIMAc形成的电纺样品。C-二级洗脱时纤维素结晶度指数与洗脱率的关系。D-三级洗脱时纤维素结晶度指数与乙醇浓度之间的关系。

图8.电纺纤维素样品的拉伸强度。A-由BMIMAc、C10MIMCl和EMIMAc三种离子液体形成的样品；B-拉伸强度和纤维素结晶度指数之间的关系。C-二级洗脱时机械强度与洗脱率之间的关系。D-三级洗脱时拉伸强度与乙醇浓度之间的关系。