[發明專利]一種森林凋落物的液化方法

有效

• 申請號: 201310725526.1
• 申請日: 2013-12-25
• 公開（公告）號: CN103721999A
• 公開（公告）日: 2014-04-16
• 發明（設計）人: 李興彪;欒復友
• 申請（專利權）人: 浙江農林大學天目學院
• 主分類號: B09B3/00
• 分類號: B09B3/00
• 代理公司: 杭州浙科專利事務所(普通合伙) 33213
• 代理人: 吳秉中

技術領域

本發明屬于生物工程技術領域，具體為一種森林凋落物的液化方法。

背景技術

森林凋落物是指生態系統內生物組分產生并歸還到林地表面，作為分解者的物質和能量來源，借以維持生態系統功能的所有有機物質的總稱。森林凋落物是森林植物生長發育過程中新陳代謝的產物，在森林生態系統養分循環中起著重要作用。目前，如何加速凋落物的分解，或者是提高凋落物的利用率，越來越引起林學家、生態學家以及森林經營工作者的重視。

生物材料的液化正是充分挖掘天然原料潛在價值的一個有效途徑,得到了各國和各科研部門的重視,也取得了一系列卓有成效的成果。簡單地說,生物材料液化是指在某些有機物或催化劑的存在,以及加壓或常壓條件下,將生物材料轉化為液體的熱化學過程。目前,液化方法大體上可分為熱法、熱化學法、化學水解法和生物法。通過液化,可使木質生物材料轉化為醇類、可燃性油或其它帶有特定官能團的化合物,從而為新產品的開發提供相關的原料。人們早在20世紀50年代就已考慮用木質纖維原料生產燃料和化工原料,但僅限于使用純粹的熱方法。到了20世紀70年代石油危機時,人們對植物能源的興趣增加到前所未有的程度,有關木質纖維原料液化的報道大量出現,甚至還建成了一些試驗性的用植物原料生產石油的工廠,但因生產成本較高,均未能大規模生產。目前,木質生物材料的液化方法大體上主要有以下幾類:苯酚作為液化試劑、多元醇作為液化試劑、環碳酸鹽作為液化劑。據報道,日本森林綜合研究所于1991開始對速生樹種進行可溶化處理,開發功能性樹脂的研究,經苯酚化的液化反應物添加甲醛水使之木脂化,再添加硬化劑、填充劑等制成膠粘劑,其性能能達到或超過日本JIS標準。但目前由于各方面的原因,木材液化產物還沒得到充分利用,其商品化和產業化還存在很多問題。

液化可將農林廢棄物、木材加工剩余物等木質生物材料轉化為能源材料、化工原料等,從而變廢為寶，提高利用價值,也是這些資源綜合利用的一個有效途徑。但目前,由于木質生物材料化學組分的多樣性、液化反應過程的復雜性,以及液化產物分離、表征的艱巨性,在不同生物材料化學組份的液化機理、液化中間產物的控制、液化方法、液化產物的性質和利用等方面還需要進一步深入研究。

發明內容

鑒于現有技術中存在的問題，本發明的目的在于設計提供一種森林凋落物的液化方法的技術方案，其液化成本低、簡便易行，準確可靠且能有效液化森林凋落物。

所述的一種森林凋落物的液化方法，其特征在于包括以下步驟：

1）收集野外自然凋落的樹葉為材料，41-57℃下烘箱中烘干，然后將其置于粉碎機中粉碎至200-450目，同溫度下再次烘35-56min得凋落物粉末，備用；

2）苯酚置于50-80℃的水浴中加熱10-21min，待其完全融化成液體狀時迅速倒入反應釜中，反應釜溫度控制在85-110℃，然后加入步驟1）中的凋落物粉末，攪拌混合均勻后緩慢滴加濃硝酸和雙氧水，攪拌50-75min直至液體變成暗紅色液體，再加入十二烷基苯磺酸鈉，攪拌混合溶解均勻，至其變成清亮的黑色液體停止加熱，其中，凋落物：苯酚：濃硝酸：雙氧水：十二烷基苯磺酸鈉的重量比為3-5:8-12:0.1-0.3：0.1-0.3:0.3-0.5；

3）將步驟2）中的液體冷卻至室溫，密封保存，即得凋落物液化液。

所述的一種森林凋落物的液化方法，其特征在于驟1）中：烘干溫度為45-50℃，粉碎至300-400目，同溫度下再次烘40-50min。

所述的一種森林凋落物的液化方法，其特征在于步驟2）中：水浴溫度為55-75℃，優選60-70℃；水浴時間15-18min，滴加濃硝酸和雙氧水后攪拌60-70min。

所述的一種森林凋落物的液化方法，其特征在于步驟2）中：反應釜溫度優選為89-100℃，優選92-95℃。

所述的一種森林凋落物的液化方法，其特征在于步驟2）中：苯酚：濃硝酸：雙氧水：十二烷基苯磺酸鈉的重量比為4:9-10:0.2：0.2:0.4。

上述一種森林凋落物的液化方法，用自然界自然掉落的植物樹葉，樹皮等凋落物進行生物質液化和性能改造，通過液化將凋落物變廢為寶，解決了凋落物在生產和應用過程中液化的難題，為開發新產品提供了技術支持，與傳統的凋落物自然腐爛、廢棄狀況相比，拓展了其應用范圍和功能。本發明所采用的方法更加簡便易行，準確可靠，液化成本低、精確度更高，能使凋落物得到很好的液化。

本申請文件中除有特殊說明外，百分含量均為純物質的重量百分含量。

具體實施方式