[發明專利]一種秸稈基纖維素化學轉化制備多元醇的方法

在審

• 申請號: 201711177613.2
• 申請日: 2017-11-23
• 公開（公告）號: CN107971035A
• 公開（公告）日: 2018-05-01
• 發明（設計）人: 陸佳;王欣;劉偉;王玉鵬;范超;蘇小紅;周闖;秦國輝;羅向東
• 申請（專利權）人: 黑龍江省能源環境研究院
• 主分類號: B01J31/18
• 分類號: B01J31/18;B01J27/188;C07C29/132;C07C31/20;C07C31/26
• 代理公司: 哈爾濱市偉晨專利代理事務所(普通合伙)23209
• 代理人: 曹徐婷

技術領域

本發明屬于多元醇制備領域，具體涉及一種秸稈基纖維素化學轉化制備多元醇的方法。

背景技術

當前，化學品的生產主要來源于不可再生化石資源(煤、石油和天然氣)的利用,然而隨著全球經濟的快速發展,化石能源的過度消耗不僅降低了這些不可再生能源的儲量,而且導致了很嚴重的環境問題。生物質作為自然界中儲量豐富的可再生含碳資源，必將成為有機化學品的重要來源。纖維素、半纖維素和木質素是生物質的三大主要成分，其中纖維素占生物質組成的40～60％，是自然界中最豐富的非糧碳水化合物，其催化轉化制取具有高附加值的化學品是實現人類社會可持續發展的關鍵，成為近年學術界的研究熱點。

我國是世界農業大國，農作物秸稈的年產量高達8億噸以上，居世界各國秸稈總產量之首，但利用率極低。據統計，國內秸稈可收集利用總量中，直接燃用、廢棄和焚燒量近50％。而由秸稈出發生產制備具有高附加值的新能源和化學品的用量僅占1.11％。因此利用農作物秸稈開發化學品，實現秸稈高值化利用，仍存在很大發展空間。秸稈中含有40％～60％的纖維素。纖維素是由β-D-葡萄糖通過β-1,4-糖苷鍵連接而成的一種直鏈多糖高分子化合物，由于其所含有特定的多糖結構，使其在未來極有可能替代化石資源成為制備化學品或燃料的可再生原料。

多元醇包括山梨醇、木糖醇、乙二醇等C₂-C₆的多羥基化合物，廣泛應用于食品和醫藥行業。隨著人們對多元醇的逐步重視和工業技術的進步，多元醇現在已廣泛應用于制備聚氨醋材料、烷烴、燃油及化工中間體等領域上，成為新一代的能源平臺。目前采用纖維素制備多元醇受到人們的廣泛關注，而如何實現利用成分較纖維素復雜的秸稈為原料制備多元醇成為急需解決的問題。

發明內容

針對上述現有技術的不足，本發明提供了一種秸稈基纖維素化學轉化制備多元醇的方法。

本發明技術方案：

一種秸稈基纖維素化學轉化制備多元醇的方法步驟如下：

步驟一：取農作物秸稈于室溫下干燥并粉碎過篩，用去離子水洗滌后真空干燥；取一定質量干燥后秸稈粉末置于索氏提取器中，利用一定體積比的苯-乙醇溶液在一定溫度下進行抽提，脫除抽提物，收集抽提后秸稈粉末；

步驟二：利用亞氯酸鈉溶液在酸性條件下將步驟一收集的抽提后秸稈粉末進行超聲處理脫除木質素，得到綜纖維素，在一定溫度下利用氫氧化鉀將綜纖維素進行超聲處理脫除綜纖維素中剩余的木質素，得到純化的纖維素并洗滌至中性；

步驟三：將步驟二得到的純化的纖維素分散在去離子水中進行超聲破碎處理，超聲破碎處理后離心，收集纖維素，干燥后研磨過篩備用；

步驟四：將步驟三得到的纖維素粉末真空干燥后，按一定比例將催化纖維素轉化多元醇的催化劑、纖維素粉末和去離子水加入到高壓反應釜中，密封后室溫下用高純氮氣置換反應釜內的空氣，向高壓反應釜中通入一定壓強的高純氫氣，在一定反應溫度和攪拌速度下進行水解加氫反應；反應結束后，收集液體產物，所述液體產物即為多元醇混合溶液。

進一步的，步驟一所述農作物秸稈粉碎過篩為30-80目篩，所述去離子水洗滌為3-5次，所述真空干燥為30-90℃條件下真空干燥，所述放置于索氏提取器中的秸稈粉末質量為5g，所述苯-乙醇溶液中苯和乙醇的體積比為2:1，所述抽提溫度為90℃，所述抽提為抽提6h。

進一步的，步驟二所述亞氯酸鈉溶液質量濃度為1％，所述酸性條件是pH為4-5，所述超聲處理為常溫條件下，超聲頻率為60-100Hz，功率為500W，超聲處理10-30min。

進一步的，步驟二所述氫氧化鉀質量濃度為1-8％，所述利用氫氧化鉀超聲處理綜纖維素的溫度是90℃，處理時間為2-18h。

進一步的，步驟三所述去離子水體積為100-500mL，所述超聲破碎處理的超聲頻率為60-100Hz，周期為0.1-0.5s，周期暫停時間為0.5s，破碎時間為10-60min。

進一步的，步驟三所述纖維素干燥為65℃下干燥3-6h，所述研磨過篩為100目篩。

進一步的，步驟四所述纖維素粉末真空干燥為40-80℃條件下真空干燥2-30h。

進一步的，步驟四所述催化纖維素轉化多元醇催化劑的制備方法步驟如下：