1.1 选题背景 目前, 随着煤、石油等传统资源大量消耗以及整个世界范围内环境污染的日益加剧,资源及能源的可持续发展与利用迫在眉睫。

纤维素等可再生资源应用于制备新型材料或作为未来化工原料的来源，已经越来越受到重视。

纤维素是自然界中最为丰富、廉价的可再生多糖资源,每年通过光合作用可合成约1 .0#215; t , 所开发的纤维素功能产品在能源、材料、化工等领域有着广泛的应用。

但是,与其巨大的储量和大量的废弃物相比, 纤维素资源大部分未能被有效利用。

天然纤维素分子是以D-吡喃葡萄糖基通过β-1,4苷键连接起来的具有线性结构的高分子化合物(见图1),分子链上存在大量的分子内和分子间氢键（见图2）,在固态下聚集成不同水平的原纤结构,使得纤维素分子具有在大多数溶剂中不溶解的特点,严重影响了纤维素的反应活性,并成为纤维素在应用开发中的最大障碍。

传统的纤维素溶剂体系溶解性不够好,并伴随着纤维素降解、稳定性差、价格较高、制备困难、挥发、有毒和污染环境等缺点，因此开发有效的纤维素溶 剂体系, 将溶解的纤维素转化为能源、工业原料、精细化学品、食品、药品及饲料,是纤维素资源化利用、保护环境的较好途径。

近几年来，室温离子液体被认为是传统溶剂的比较理想的替代品。

由于对离子液体溶解纤维素的研究还处于起步阶段，缺乏成熟的理论模型，仍需要通过进一步的研究来确定纤维素在离子液体中的溶解机理。

因此，关于离子液体溶解纤维素的物理化学本质，影响溶解性能的关键因素，微观结构及性质描述等方面的研究具有重要的科学意义和应用背景。

本课题应用分子模拟高斯Gaussian 09W 软件，以纤维二糖为模拟母体，阴离子相同的情况下，探讨离子液体阳离子基团结构，即不同杂环结构（咪唑环、吡啶环）、不同碳链长度、供电子基团、吸电子基团，不同连接基的离子液体与纤维二糖的相互作用，分析离子液体阳离子基团结构与纤维二糖的相互分子间作用力；并与纤维素在离子液体中的实际溶解性能进行对比，为纤维素在离子液体中的应用积累原始数据。