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全球首个!溶剂回收率99%的千吨级离子液体纺丝项目投产

来源:航化网发表时间:2025-06-27 18:07:10浏览量:105

6月18日,全球首个千吨级离子液体法再生纤维素纤维项目在中国新乡化纤股份有限公司正式投产。这一突破性技术不仅实现了99%的溶剂回收率,更彻底解决了传统纺织行业的高污染难题,标志着中国在绿色纤维制造领域迈入全球领先行列。

全球首个!溶剂回收率99%的千吨级离子液体纺丝项目投产  

离子液体:颠覆传统溶剂的新材料

在化学的广阔领域中,离子液体作为一类具有独特性质的物质,正逐渐崭露头角。

离子液体是在室温或接近室温下呈液态的盐类,由有机阳离子和无机或有机阴离子组成。与传统的分子溶剂不同,离子液体完全由离子构成,这赋予了它们一系列与众不同的物理和化学性质。

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离子液体具有很多引人注目的特性。

首先,它们具有极低的蒸气压,几乎不挥发,这使得它们在使用过程中不易产生有害的挥发性有机化合物(VOCs),对环境友好,也减少了因挥发造成的损失和安全隐患。其次,离子液体具有良好的热稳定性和化学稳定性,能够在较宽的温度范围内保持液态,并且可以耐受一些传统溶剂无法承受的化学反应条件。此外,离子液体还具有高离子导电性、宽电化学窗口等特性,使其在电化学领域具有潜在的应用价值。这些特性使其成为替代有毒化学溶剂的理想选择,尤其在纺织、航空航天、新能源等领域潜力巨大。

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离子液体的溶解性也十分独特。

它们可以溶解多种有机、无机和高分子化合物,并且可以通过选择不同的阴阳离子来调节其溶解性,这为化学反应提供了更多的可能性。同时,离子液体还具有可设计性,通过改变阴阳离子的结构和组成,可以对其物理化学性质进行精确调控,以满足不同的应用需求。

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离子液体作为一类具有独特性质的物质,在有机合成、分离工程、电化学、生物质加工等领域展现出了巨大的应用潜力。虽然目前面临一些挑战,但随着科学技术的不断发展,离子液体有望在更多领域发挥重要作用,为解决能源、环境等全球性问题提供新的途径和方法。

离子液体纺丝工艺:打破百年技术禁锢

纺织工业作为全球重要的基础性产业,长期以来面临着发展与环保的两难抉择。传统再生纤维素纤维制造主要采用粘胶法工艺,这一技术自19世纪末发明以来已沿用一个多世纪,其生产过程中需要大量使用强酸强碱等危险化学品,每生产1吨粘胶纤维就会产生约200立方米废水,并伴随二硫化碳等有毒有害气体排放。

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这些污染物不仅具有刺鼻气味,还会对水体和大气环境造成严重破坏,处理难度极大。更为严峻的是,粘胶法生产流程冗长复杂,从原料准备到最终产品产出需经过十多道工序,导致生产效率低下、成本居高不下,严重制约了行业的可持续发展。

在这一背景下,新乡化纤联合中国科学院过程工程研究所和洛阳常龙新材料科技有限公司,历经七年艰苦攻关,终于研发出全球首创的离子液体法再生纤维素纤维全流程工艺。

航空航天领域:离子液体的无限应用

在航空航天领域,离子液体正凭借其独特的性能,展现出无限的应用潜力,尤其是在推进系统和材料应用方面,已经取得了显著的成果并发挥着重要作用。

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先来说说在推进系统中的应用。

离子液体在推进系统中的关键应用主要聚焦于电喷雾推进技术。北京航空航天大学研制的离子液体电喷雾推进系统(ILT-50)便是这一领域的杰出代表,该系统已成功在轨应用近4年时间,它作为亚太空间合作组织大学生小卫星 -1(APSCO-SSS-1)的离轨动力装置,展现出了卓越的性能。

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ILT-50系统具备诸多显著优势。其功耗极低,这在对能源供应要求极高的太空环境中至关重要,能够有效减少能源消耗,延长卫星的工作寿命。它拥有微牛级别的推力,这种精确的微小推力控制,使得卫星在太空中能够实现精细的位置和姿态调整。系统结构紧凑,这不仅节省了卫星宝贵的内部空间,还降低了整体重量,有助于提高卫星的发射效率和运行稳定性。

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同时,它控制灵活,能够根据不同的太空任务需求,快速、精准地调整推力大小和方向。而且可靠性高,在长时间的在轨运行中,能够稳定地为卫星提供动力支持,确保各项太空任务的顺利进行。基于这些优点,ILT-50系统被广泛应用于星群组网及编队飞行、无拖曳控制、精确定位以及对地/深空观测等各类太空任务中。

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除了北航的成果,中国航天科工二院206所研制的离子液体微电推进器也取得了重要突破。该推进器成功完成了多次在轨点火试验,为微纳卫星的高精度姿态调整、轨道转移、退役离轨等任务提供了先进的动力支持。微纳卫星由于其体积小、重量轻的特点,对推进系统的性能和可靠性要求更为严苛。离子液体微电推进器的成功应用,为微纳卫星在太空中的高效运行和任务执行提供了有力保障。

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再来看看,离子液体在材料应用中的独特优势。

离子液体在材料应用方面同样展现出独特的魅力。美国国家航空航天局(NASA)马歇尔太空飞行中心的研究为我们揭示了离子液体在太空探索中的巨大潜力。在未来的外太空探索,特别是火星探索任务中,资源的获取和利用是关键,而离子液体在这方面提供了一种创新性的解决方案。

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研究表明,离子液体可以用于提取火星土壤中的金属和氧。在类似烤面包的相对较低温度条件下,离子液体就能够溶解火星表面的风化层。这一过程不仅能够有效地提取出其中的金属元素,还对探查火星的钻头起到了保护作用,延长了钻头的使用寿命。提取出来的金属具有重要的应用价值,可以用作3D打印材料。

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在火星基地建设和太空探索设备的制造过程中,3D打印技术能够根据实际需求快速制造出各种零部件和结构件,而这些从火星土壤中提取的金属为就地制造提供了可能,大大减少了从地球运输材料的成本和难度。同时,提取出的氧气既可以维持宇航员的生命活动,也可以作为推进力的来源,为飞行器的飞行和太空设备的运行提供动力。

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离子液体纺丝技术的突破,不仅是中国纺织业的里程碑,更向世界证明,环保与经济效益可以兼得。随着该技术向航天、能源等领域扩展,中国正以创新引领全球工业的绿色革命。

正如新乡化纤董事长所言:“没有夕阳产业,只有夕阳技术——而我们已经找到了未来之路。”  

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关键词: 千吨级离子液体

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