由于能源危機(jī)和環(huán)境污染，綠色和可持續(xù)的纖維素基材料越來(lái)越引起研究人員的興趣。然而，開發(fā)纖維素的綠色溶劑仍然是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。離子液體是一種綠色溶劑，其溶解纖維素的機(jī)制是陽(yáng)離子和陰離子的相互作用，破壞了纖維素分子結(jié)構(gòu)中的氫鍵網(wǎng)絡(luò)。質(zhì)子離子液體是一類由質(zhì)子酸和質(zhì)子堿的混合而制備的溶劑，質(zhì)子堿奪取質(zhì)子酸中質(zhì)子形成陽(yáng)離子，質(zhì)子酸失去質(zhì)子形成陰離子，陰陽(yáng)離子相互配合實(shí)現(xiàn)纖維素的溶解。因此，具有高離子強(qiáng)度的二酸成為溶解纖維素的理論候選者。并且，目前制備的纖維素溶液應(yīng)用非常單一，拓展纖維素溶液的應(yīng)用具有非常重要的意義。

近日，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)閆立峰教授帶領(lǐng)研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)出新型的二酸-超堿離子液體，可以高效溶解纖維素并同時(shí)制備多功能纖維素材料。本研究不再局限于單酸-超堿離子液體，創(chuàng)新性地提出了新型二酸-超堿離子液體，可分別最大限度地 15.2 wt% 的微晶纖維素（DP = 260）和 9.3 wt% 的脫脂棉（DP = 685）。

通過(guò)比較不同類型的二酸和超堿，分析了其結(jié)構(gòu)對(duì)纖維素溶解度的影響，以及其在溶解過(guò)程中的相互作用。為了實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，離子液體可以被回收來(lái)重復(fù)溶解纖維素。此外，還研究了纖維紡絲過(guò)程中纖維素溶液的流變性能。纖維素溶液與基底具有很強(qiáng)的吸引相互作用，并表現(xiàn)出普遍的粘接性能，木材和竹板的抗拉強(qiáng)度分別為 2.39 MPa 和 2.28 MPa。通過(guò)凝固浴再生和熱壓，再生纖維素膜表現(xiàn)出結(jié)構(gòu)完整性、致密形態(tài)、高結(jié)晶度、優(yōu)異的抗拉強(qiáng)度 (134 MPa)、足夠的熱穩(wěn)定性和良好的透明度。最后，將制備的纖維素凝膠組裝成鋅離子混合超級(jí)電容器 (ZHSC)，其具有寬的電壓窗口、高能量密度和功率密度以及優(yōu)異的循環(huán)性能。