[發(fā)明專(zhuān)利]一種用離子液體提高工業(yè)木質(zhì)素品質(zhì)的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310343229.0
• 申請(qǐng)日: 2013-08-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103408768A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-11-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐建;羅皓;高婧;曲永水
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院過(guò)程工程研究所
• 主分類(lèi)號(hào): C08H7/00
• 分類(lèi)號(hào): C08H7/00
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于木質(zhì)素預(yù)處理技術(shù)領(lǐng)域，通過(guò)該方法可有效降低工業(yè)木質(zhì)素的分子量和多分散性，且能顯著降低木質(zhì)素甲氧基含量以提高木質(zhì)素的反應(yīng)活性，從而有利于木質(zhì)素催化轉(zhuǎn)化制備高附加值產(chǎn)品。

背景技術(shù)

木質(zhì)素是植物細(xì)胞壁的主要組成成分之一，也是自然界含量最豐富的芳香類(lèi)化合物。目前，工業(yè)木質(zhì)素主要有兩個(gè)來(lái)源：造紙工業(yè)和生物煉制產(chǎn)業(yè)。僅造紙業(yè)每年就能產(chǎn)生5000萬(wàn)噸木質(zhì)素，而這些木質(zhì)素主要被用作燃料燃燒，不到2%用于轉(zhuǎn)化為其他產(chǎn)品，如酚醛樹(shù)脂、聚氨酯泡沫、以及分散劑等。若能合理的利用這一大宗資源，不僅能減少環(huán)境污染，而且能提高生物煉制產(chǎn)業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，同時(shí)也在一定程度上能緩解石化之源短缺的問(wèn)題。而制約工業(yè)木質(zhì)素高值化利用的主要原因在于其高的多分散性和低的反應(yīng)活性。

目前提高木質(zhì)素反應(yīng)活性的研究主要通過(guò)化學(xué)改性，包括：甲基化、去甲基化、乙?；取；瘜W(xué)改性在一定程度上能增加木質(zhì)素的反應(yīng)活性，但依然存在著能耗高、易產(chǎn)生污染以及分子的均一性不好等問(wèn)題。因此研究一種更加低廉高效的提高木質(zhì)素品質(zhì)的方法具有一定的必要性。

離子液體因其對(duì)生物質(zhì)的特殊溶解性質(zhì)而成為研究熱點(diǎn)。離子液體具有低的熔點(diǎn)和良好的熱穩(wěn)定性，且無(wú)毒、不產(chǎn)生揮發(fā)性有機(jī)物（VOC），符合綠色環(huán)保的生物質(zhì)煉制理念。通過(guò)合理的搭配陰陽(yáng)離子可以實(shí)現(xiàn)離子液體對(duì)不同物質(zhì)的選擇性溶解。研究報(bào)道咪唑基衍生的離子液體對(duì)木質(zhì)素具有較好的選擇溶解性。而離子液體處理相對(duì)于化學(xué)改性具有低能耗、無(wú)污染、易操作等優(yōu)勢(shì)。因此，采用離子液體處理木質(zhì)素，生產(chǎn)高品質(zhì)木質(zhì)素不僅能夠?qū)崿F(xiàn)綠色環(huán)保的要求，還可以提高生產(chǎn)效率。

發(fā)明內(nèi)容

【發(fā)明目的】本發(fā)明提供了一種用離子液體提高工業(yè)木質(zhì)素品質(zhì)的方法，該方法能有效降低工業(yè)木質(zhì)素的分子量和多分散性，且能達(dá)到較好的脫甲基的目的。另外，該方法具有低能耗、易操作、綠色環(huán)保的特點(diǎn)，可以滿足生產(chǎn)需求。

【本發(fā)明的構(gòu)思】離子液體對(duì)木質(zhì)素高的溶解性和熱穩(wěn)定性以及良好的可回收性，使其成為木質(zhì)素預(yù)處理的理想溶劑。相對(duì)于非均相處理，均相條件下能形成更加均一的處理環(huán)境，從而達(dá)到更好的預(yù)處理效果。另外，離子液體所具有的離子特性以及酸堿性能有效破壞木質(zhì)素的交聯(lián)結(jié)構(gòu)并打斷部分醚鍵(如：β-O-4)，因此用離子液體提高工業(yè)木質(zhì)素的品質(zhì)具有一定的可行性。

【本發(fā)明技術(shù)方案】

1、一種用離子液體提高工業(yè)木質(zhì)素品質(zhì)的方法，其特征在于該方法包含以下步驟：

步驟一、將工業(yè)木質(zhì)素與離子液體比1:10～1:40加入到反應(yīng)器中，80～160℃油浴加熱并攪拌20～60min；

步驟二、等反應(yīng)體系溫度降至室溫后，以1:4～1:10加入去離子水使木質(zhì)素析出；

步驟三、通過(guò)過(guò)濾、水洗和干燥得到高活性和低分散性的木質(zhì)素；

步驟四、濾液通過(guò)蒸發(fā)、烘干以回收離子液體循環(huán)再使用；

2、步驟一中所述的工業(yè)木質(zhì)素包括木質(zhì)素磺酸鹽、酶解木質(zhì)素、磨木木質(zhì)素、高沸醇木質(zhì)素以及有機(jī)溶劑木質(zhì)素等；

3、步驟一中所述的離子液體包括氯代1-乙基-3-甲基咪唑、氯代1-丁基-3-甲基咪唑、溴代1-乙基-3-甲基咪唑、溴代1-丁基-3-甲基咪唑、氫氧化1-乙基-3-甲基咪唑、氫氧化1-丁基-3-甲基咪唑、1-乙基-3-甲基咪唑醋酸鹽、1-丁基-3-甲基咪唑醋酸鹽、1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽、1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽等。

本發(fā)明具有以下特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)：

本發(fā)明以離子液體預(yù)處理代替?zhèn)鹘y(tǒng)的化學(xué)改性方法來(lái)提高木質(zhì)素品質(zhì)，處理過(guò)程具有低能耗、易操作和良好的環(huán)境友好性。

本發(fā)明所述一種用離子液體提高工業(yè)木質(zhì)素品質(zhì)的方法，有效降低了工業(yè)木質(zhì)素的分子量和多分散性，且能顯著降低木質(zhì)素甲氧基含量以提高木質(zhì)素的反應(yīng)活性，相對(duì)于化學(xué)改性具有成本低、環(huán)境友好的優(yōu)勢(shì)。

具體實(shí)施方式

下面通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。