[發(fā)明專利]一種利用低共熔溶劑和超聲制備海帶渣納晶纖維素的方法

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• 申請日: 2021-11-15
• 公開（公告）號: CN113880958A
• 公開（公告）日: 2022-01-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉振華;楊紅梅;陳聰
• 申請（專利權(quán)）人: 梧州學(xué)院
• 主分類號: C08B15/02
• 分類號: C08B15/02
• 代理公司: 廣州海心聯(lián)合專利代理事務(wù)所(普通合伙) 44295
• 代理人: 李哲瑜

本發(fā)明公開了一種利用低共熔溶劑和超聲制備海帶渣納晶纖維素的方法，屬于植物深加工的技術(shù)領(lǐng)域，利用該方法能夠在海帶渣中提取制備出納晶纖維素，使海帶渣變廢為寶，減少環(huán)境污染，還能降低納晶纖維素的生產(chǎn)成本；包括如下步驟：(1)取咪唑和甘油混合得第一低共熔溶劑；(1)取海帶渣加入第一低共熔溶劑中浸泡，過濾洗滌、凍干得海帶處理渣；(2)取氯化膽堿和草酸二水合物混合得第二低共熔溶劑；(3)將海帶處理渣和第二低共熔溶劑加入高壓反應(yīng)釜中反應(yīng)，稀釋得海帶渣反應(yīng)液；(4)將海帶渣反應(yīng)液進行離心，移去上清液沉淀得海帶沉淀物；(5)將海帶沉淀物進行透析得海帶懸浮液；(6)將海帶懸浮液進行超聲處理，冷凍干燥即得。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及是植物深加工的技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，尤其涉及一種利用低共熔溶劑和超聲制備海帶渣納晶纖維素的方法。

背景技術(shù)

由于海帶產(chǎn)量高，褐藻膠含量豐富，工業(yè)上可以用于提取分離其中的褐藻膠，以制備重要的化工產(chǎn)品海藻酸鈉。在海藻酸鈉的生產(chǎn)過程中，產(chǎn)生了大量的提膠剩余物——海帶渣這類固體雜質(zhì)。海帶渣作為海藻酸鈉工業(yè)中主要的固體排放物，目前還沒有找到很好的利用方式，填埋的處置方式不僅占用了大面積的土地，而且浪費大量的資源。

納晶纖維素是一種具有高強度的棒狀納米級(長度一般在一微米以下，寬度從幾納米到幾十納米)纖維素材料。納晶纖維素具有一些獨特的性質(zhì)，如輕質(zhì)、生物可降解、高強度、高比表面積等。納晶纖維素的常規(guī)制備方法是用無機酸(硫酸、鹽酸、磷酸或其混合物)水解纖維素。該方法雖然簡單，但存在設(shè)備腐蝕嚴(yán)重、產(chǎn)生大量廢酸、污染環(huán)境等問題。

低共熔溶劑是由氫鍵供體和氫鍵受體兩種成分組成的混合物，其成分可擴展為三種或三種以上。由于氫鍵供體與氫鍵受體之間存在較強的氫鍵相互作用，低共熔溶劑的熔點遠低于其各個組分純物質(zhì)的熔點。低共熔溶劑具有制備簡單、成本低、毒性低、生物降解性高等特點。低共熔溶劑在許多領(lǐng)域的應(yīng)用引起了人們的關(guān)注，特別是由于低共熔溶劑中分子間氫鍵的存在，使得其破壞生物質(zhì)的氫鍵成為可能，從而具有良好的生物質(zhì)溶解和轉(zhuǎn)化能力。

海帶渣中纖維素含量約為30％，以海帶渣為原料制備納晶纖維素，不但原材料廉價，而且可以對廢棄物進行利用，使之變廢為寶，減少環(huán)境污染。因此，亟待發(fā)明一種能夠利用低共熔溶劑來有效提取海帶渣中的纖維素的方法，從而提高海帶渣的利用率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種利用低共熔溶劑和超聲制備海帶渣納晶纖維素的方法，利用該方法能夠在海帶渣中提取制備出納晶纖維素，使海帶渣變廢為寶，減少環(huán)境污染，還能降低納晶纖維素的生產(chǎn)成本。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種利用低共熔溶劑和超聲制備海帶渣納晶纖維素的方法，包括如下制備步驟：

(1)取咪唑和甘油按摩爾比為7：3混合后得第一低共熔溶劑；

(2)取海帶渣加入步驟(1)所得第一低共熔溶劑中浸泡，過濾洗滌、凍干后得海帶處理渣，冷凍儲存?zhèn)溆茫?/p>

(3)取氯化膽堿和草酸二水合物混合得第二低共熔溶劑；

(4)將海帶處理渣和步驟(2)所得第二低共熔溶劑加入高壓反應(yīng)釜中反應(yīng)處理，稀釋后得海帶渣反應(yīng)液；

(5)將步驟(4)所得海帶渣反應(yīng)液進行離心處理，移去上清液沉淀得海帶沉淀物；

(6)將步驟(5)所得海帶沉淀物放入透析袋中進行透析處理得海帶懸浮液；

(7)將步驟(6)所得海帶懸浮液進行超聲處理，冷凍干燥即得。

進一步的，所述的步驟(2)中，加入的海帶渣和第一低共熔溶劑的固液比為1：20w/w，浸泡的溫度為90℃，浸泡時間為24h，浸泡時進行攪拌處理，得到的海帶處理渣在-20℃以下儲存。