[發明專利]一種農林生物質分離高活性木質素的方法

有效

• 申請號: 201811079131.8
• 申請日: 2018-09-17
• 公開（公告）號: CN109232909B
• 公開（公告）日: 2020-12-01
• 發明（設計）人: 谷峰;丁正青;王旺霞;蔡照勝
• 申請（專利權）人: 鹽城工學院
• 主分類號: C08H7/00
• 分類號: C08H7/00;C08B37/14
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

本發明公開了一種農林生物質分離高活性木質素的方法，包括如下具體步驟：（1）將生物質原料粉碎、過篩，脫脂脫蠟處理后干燥，備用；（2）將步驟（1）得到的生物質原料加入配制好的甲苯磺酸/乙醇體系中，控制反應溫度為40?100℃，反應時間為10?120min，得到共混物；（3）向步驟（2）中的共混物中加入熱水，抽濾得到富含纖維素組分，清洗后干燥備用；（4）將步驟（3）剩余液體部分繼續加水至對甲苯磺酸濃度小于11.5%，離心分離，其中固體部分透析后干燥備用，剩下的液體部分旋轉蒸發濃縮，再通過重結晶回收對甲苯磺酸，最后剩下半纖維素及其降解產物組分。本發明主要關注農林生物質中高活性木質素的分離，同時也實現了農林生物質細胞壁的全組分分離。

技術領域

本發明屬于生物質精煉與資源化領域，具體涉及一種農林生物質分離高活性木質素的方法。

背景技術

木質纖維素的利用長期存在單一組分資源化的問題(Wen,J.,Yuan,T.,Sun, R.,2017.Biorefining and multistage utilization of lignocellulosic biomass.Biotechnology and Business,3,94-99)，其中纖維素、半纖維素(約占70％)，結構相對簡單，分離后通過化學催化或生物發酵可以得到紙制品、納米纖維素材料、乙醇、糠醛、羥甲基糠醛等。剩下30％木質素，則由于結構復雜，在現有的工業分離條件下，無法實現有效分離及高值化(Sun,S.N.,Sun,S.L.,Cao,X.F.,et al., 2016,The role of pretreatment inimproving the enzymatic hydrolysis of lignocellulosic materials.BioresourceTechnology,199,49-58.)。木質素主要由單體通過芳基醚鍵、C-C鍵等聚合而成。C-C鍵的存在使得木質素結構非常牢固，在分離時難以被破壞。而且在傳統分離過程中，木質素分子間還會發生大量C-C 縮合結構，進一步加深分離難度。同時木質素的這種自縮合反應，會導致其網狀結構坍塌，反應活性位點減少，影響后續高值轉化(Gierer,J.,1986.Chemistry ofdelignification.Wood ScienceTechnology.20，1-33)。木質素是自然界中唯一的可再生芳香族聚合物，可用于生產生物質燃料、功能材料、精細化學品等，其應用潛力巨大、前景廣泛(Derek,S.,2008.Lignin as a base material for materials applications:Chemistry,application and economics.Industrial Crops and Products.27, 202-207.)。但我國每年1100萬噸產量的木質素，有效利用率不足20％(Mahmood, N.,Yuan,Z.S.,Schmidt,J.et al.,2016.Depolymerization of lignins and their applicationsfor the preparation of polyols and rigid polyurethane foams:a review.RenewableSustainable Energy Reviews,60,317-329.)。如何在保持原有結構特點的前提下，實現木質素的高效分離已成為當前國內外生物煉制領域的研究熱點。