[發明專利]一種超快速制備木質素納米顆粒的方法

有效

• 申請號: 202110313869.1
• 申請日: 2021-03-24
• 公開（公告）號: CN113004548B
• 公開（公告）日: 2022-07-22
• 發明（設計）人: 石巖;袁夢婷;史美清;司夢瑩;王鐘任
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: C08J3/14
• 分類號: C08J3/14;C08L97/00;B82Y40/00
• 代理公司: 長沙知行亦創知識產權代理事務所(普通合伙) 43240
• 代理人: 嚴理佳

本發明提供了一種超快速制備木質素納米顆粒的方法，包括步驟：S1，將廢棄生物質加入三元低共熔溶劑中，并依次進行微波處理和固液分離處理，得待處理液，其中，所述三元低共熔溶劑包括由摩爾比為1:0.5:0.5～1.5的氯化膽堿、草酸以及乳酸制備而成的溶劑；所述廢棄生物質與所述三元低共熔溶劑的固液比為1g:20～40mL；S2，將所述待處理液依次進行稀釋處理和離心處理，得所述木質素納米顆粒下層沉淀。通過本發明中的方法能得到粒徑可控的木質素納米顆粒，還可以超快速地進行制備，此外，本發明的制備方法綠色環保、且能降低制備成本。

技術領域

本發明涉及生物質納米材料領域，尤其涉及一種超快速制備木質素納米顆粒的方法。

背景技術

目前，中國農林廢棄物發電產業年處理量近9000萬噸，但每年仍有1.8億噸被浪費。以秸稈為例，近一半秸稈被當做廢物直接燃燒，嚴重影響環境，同時這也是一種極大的資源浪費。廢棄生物質的主要成分木質纖維素，主要由纖維素、半纖維素和木質素組成，其轉化利用逐漸吸引了科學界的極大關注。其中，纖維素和半纖維素因水解產糖及一系列增值產品得以實現轉化，而木質素因其結構的異質性和頑抗性難以轉化利用，是目前廢棄生物質資源利用的技術突破難點；另一方面，木質素具有增強紫外線屏障，抗菌和抗氧化性能的性能，也賦予其獨特的應用價值，因此，實現木質素的資源化利用具有重要意義。

功能碳基納米材料因其具有獨特的可調特性(例如:熱和導電性，高機械強度和光學性能)，是解決環境和能源危機的關鍵，因此，由木質纖維素制備的納米生物材料正在成為一種極具吸引力的解決方案。木質素納米顆粒指的是納米化的木質素顆粒，木質素納米粒子可通過將功能引入到聚合物基體中，制備出功能性高分子復合材料，以替代有毒的納米材料。目前已報道的木質素納米顆粒制備方法，或使用工藝復雜的超臨界法，或基于價格昂貴且具有一定生物毒性的離子液體，方法涉及復雜的過程和苛刻的條件、粒徑難以控制、耗時長，最長達3天。

鑒于此，有必要提供一種超快速制備木質素納米顆粒的方法，以解決或至少緩解上述木質素納米顆粒的粒徑難以控制、制備速度慢、污染重、成本高的技術缺陷。

發明內容

本發明的主要目的是提供了一種超快速制備木質素納米顆粒的方法，旨在解決現有技術中木質素納米顆粒的粒徑難以控制、制備速度慢、污染重、成本高的技術問題。

為實現上述目的，本發明提供了一種超快速制備木質素納米顆粒的方法，包括步驟：

S1，將廢棄生物質加入三元低共熔溶劑中，并依次進行微波處理和固液分離處理，得待處理液；

其中，所述三元低共熔溶劑包括由摩爾比為1:0.5:0.5～1.5的氯化膽堿、草酸以及乳酸制備而成的溶劑；所述廢棄生物質與所述三元低共熔溶劑的固液比為1g:20～40mL；

S2，將所述待處理液依次進行稀釋處理和離心處理，得所述木質素納米顆粒下層沉淀。

進一步地，所述的廢棄生物質包括水稻秸稈、玉米秸稈、小麥秸稈、以及柳枝稷中的其中一種或多種；且所述廢棄生物質的長度為2～4cm。

進一步地，所述所述三元低共熔溶劑由氯化膽堿、草酸、乳酸按1:0.5:0.5的摩爾比制備而成；所述廢棄生物質與低共熔溶劑的固液比為1g:30mL。

進一步地，在所述S1中，所述微波處理的功率為400～800W，所述微波處理的時長為3～5min。

進一步地，所述微波處理的功率為680W，微波處理的時長為4min。

進一步地，在所述S2中，所述稀釋處理包括：通過水溶液對所述待處理液進行稀釋；其中，所述水溶液液的體積為所述待處理液的400-600倍。

進一步地，在所述稀釋處理中，所述水溶液的體積為所述待處理液的500倍。