[發(fā)明專利]一種基于介觀尺度的低共熔溶劑溶解木質(zhì)素的模擬方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010604037.0
• 申請日: 2020-06-29
• 公開（公告）號: CN111739589B
• 公開（公告）日: 2022-07-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐環(huán)斐;陶少輝;耿賽;王傳興;劉月濤;高傳慧;田文德;張?zhí)旌?/a>;孔毅
• 申請（專利權(quán)）人: 青島科技大學(xué)
• 主分類號: G16C10/00
• 分類號: G16C10/00
• 代理公司: 青島中天匯智知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37241
• 代理人: 袁曉玲

本發(fā)明提供了一種基于介觀尺度的低共熔溶劑溶解木質(zhì)素的模擬方法。其特征在于：本發(fā)明使用Materials Studio軟件，在介觀尺度上針對低共熔溶劑溶解木質(zhì)素的過程進行了耗散粒子動力學(xué)模擬和介尺度動力學(xué)模擬，推導(dǎo)出低共熔溶劑對木質(zhì)素的溶解機理。本發(fā)明在探究低共熔溶劑對木質(zhì)素的溶劑機理、優(yōu)化和篩選低共熔溶劑氫鍵供體和氫鍵受體的類型、確定氫鍵供體和氫鍵受體的摩爾配比、縮短篩選溶解木質(zhì)素的低共熔溶劑的實驗時間、減少實驗嘗試帶來的物資和設(shè)備消耗、指導(dǎo)低共熔溶劑在生物質(zhì)能源轉(zhuǎn)化過程中的工業(yè)化應(yīng)用等多方面具有重要意義。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于木質(zhì)纖維素類生物質(zhì)能源轉(zhuǎn)化技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于介觀尺度的低共熔溶劑溶解木質(zhì)素的模擬方法。

背景技術(shù)

低共熔溶劑作為一種新型的綠色環(huán)保類離子液體溶劑，已經(jīng)在諸多領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用；其在木質(zhì)纖維素類生物質(zhì)能源轉(zhuǎn)化領(lǐng)域，尤其是在木質(zhì)纖維素類生物質(zhì)預(yù)處理領(lǐng)域顯示出了巨大的發(fā)展?jié)摿Α５凸踩廴軇┛梢匀芙饽举|(zhì)素，對木質(zhì)纖維素類生物質(zhì)中的三大組分纖維素、半纖維和木質(zhì)素進行清潔高效的分級分離，在木質(zhì)纖維素類生物質(zhì)能源轉(zhuǎn)化工業(yè)化進程中具有廣闊的應(yīng)用前景。

目前，低共熔溶劑與木質(zhì)素之間的相互作用是本領(lǐng)域的研究熱點之一。目前主要研究方法集中在實驗分析表征方面。主要步驟為，首先進行不同低共熔溶劑對木質(zhì)素的溶解實驗，然后對樣品進行一系列的分析表征，通過分析表征的結(jié)果從而推測出低共熔溶劑和木質(zhì)素之間接觸后的變化和發(fā)生的相互作用，最后推測低共熔溶劑溶解木質(zhì)素的機理。在這種溶解機理的研究過程中，利用實驗的方法測定低共熔溶劑對木質(zhì)素的溶解度并篩選低共熔溶劑是常用的研究方法之一，雖然這種方法具有較高的溶解度測量準確性和低共熔溶劑篩選目的性；但是，與此同時，很明顯可以看出，此方法不可避免了溶解實驗過程的時間消耗、物料消耗、設(shè)備消耗；表征實驗過程的相關(guān)時間、物資和設(shè)備等消耗；難以快速高效掌握溶解機理，從而難以實現(xiàn)從理論水平快速高效指導(dǎo)用于溶解木質(zhì)素的低共熔溶劑的篩選和優(yōu)化，影響了低共熔溶劑在木質(zhì)纖維預(yù)處理領(lǐng)域和木質(zhì)纖維素類生物質(zhì)能源轉(zhuǎn)化領(lǐng)域的發(fā)展速度。低共熔溶劑溶解木質(zhì)素的機理還在深入探討中，如何快速高效省時省力地明確低共熔溶劑對木質(zhì)素的溶解機理、探究木質(zhì)素在低共熔溶劑體系中的溶解過程、優(yōu)化低共熔溶劑對木質(zhì)素的溶解條件、篩選不同組成和摩爾配比的低共熔溶劑是本領(lǐng)域亟待解決的問題。

因此，為了解決上述問題，本發(fā)明在此基礎(chǔ)上，基于介觀尺度的分析，利用耗散粒子動力學(xué)模擬等方法，可以大幅縮短模擬時間，提高模擬計算效率，節(jié)省模擬計算資源。通過基于介觀尺度的低共熔溶劑溶解木質(zhì)素模型的建立，彌補了耗時耗力實驗方法在機理分析方面的不足。這對于揭示低共熔溶劑溶解木質(zhì)素的機理、增加低共熔溶劑在生物質(zhì)能源轉(zhuǎn)化領(lǐng)域的利用、提高低共熔溶劑具體類型和摩爾配比的篩選速度等方面有重要的經(jīng)濟意義和研究價值，為低共熔溶劑在木質(zhì)纖維預(yù)處理領(lǐng)域的工業(yè)化生產(chǎn)奠定理論基礎(chǔ)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種基于介觀尺度的低共熔溶劑溶解木質(zhì)素的模擬方法。