[发明专利]一种森林凋落物的液化方法

说明书

技术领域

本发明属于生物工程技术领域，具体为一种森林凋落物的液化方法。

背景技术

森林凋落物是指生态系统内生物组分产生并归还到林地表面，作为分解者的物质和能量来源，借以维持生态系统功能的所有有机物质的总称。森林凋落物是森林植物生长发育过程中新陈代谢的产物，在森林生态系统养分循环中起着重要作用。目前，如何加速凋落物的分解，或者是提高凋落物的利用率，越来越引起林学家、生态学家以及森林经营工作者的重视。

生物材料的液化正是充分挖掘天然原料潜在价值的一个有效途径,得到了各国和各科研部门的重视,也取得了一系列卓有成效的成果。简单地说,生物材料液化是指在某些有机物或催化剂的存在,以及加压或常压条件下,将生物材料转化为液体的热化学过程。目前,液化方法大体上可分为热法、热化学法、化学水解法和生物法。通过液化,可使木质生物材料转化为醇类、可燃性油或其它带有特定官能团的化合物,从而为新产品的开发提供相关的原料。人们早在20世纪50年代就已考虑用木质纤维原料生产燃料和化工原料,但仅限于使用纯粹的热方法。到了20世纪70年代石油危机时,人们对植物能源的兴趣增加到前所未有的程度,有关木质纤维原料液化的报道大量出现,甚至还建成了一些试验性的用植物原料生产石油的工厂,但因生产成本较高,均未能大规模生产。目前,木质生物材料的液化方法大体上主要有以下几类:苯酚作为液化试剂、多元醇作为液化试剂、环碳酸盐作为液化剂。据报道,日本森林综合研究所于1991开始对速生树种进行可溶化处理,开发功能性树脂的研究,经苯酚化的液化反应物添加甲醛水使之木脂化,再添加硬化剂、填充剂等制成胶粘剂,其性能能达到或超过日本JIS标准。但目前由于各方面的原因,木材液化产物还没得到充分利用,其商品化和产业化还存在很多问题。

液化可将农林废弃物、木材加工剩余物等木质生物材料转化为能源材料、化工原料等,从而变废为宝，提高利用价值,也是这些资源综合利用的一个有效途径。但目前,由于木质生物材料化学组分的多样性、液化反应过程的复杂性,以及液化产物分离、表征的艰巨性,在不同生物材料化学组份的液化机理、液化中间产物的控制、液化方法、液化产物的性质和利用等方面还需要进一步深入研究。

发明内容

鉴于现有技术中存在的问题，本发明的目的在于设计提供一种森林凋落物的液化方法的技术方案，其液化成本低、简便易行，准确可靠且能有效液化森林凋落物。

所述的一种森林凋落物的液化方法，其特征在于包括以下步骤：

1）收集野外自然凋落的树叶为材料，41-57℃下烘箱中烘干，然后将其置于粉碎机中粉碎至200-450目，同温度下再次烘35-56min得凋落物粉末，备用；

2）苯酚置于50-80℃的水浴中加热10-21min，待其完全融化成液体状时迅速倒入反应釜中，反应釜温度控制在85-110℃，然后加入步骤1）中的凋落物粉末，搅拌混合均匀后缓慢滴加浓硝酸和双氧水，搅拌50-75min直至液体变成暗红色液体，再加入十二烷基苯磺酸钠，搅拌混合溶解均匀，至其变成清亮的黑色液体停止加热，其中，凋落物：苯酚：浓硝酸：双氧水：十二烷基苯磺酸钠的重量比为3-5:8-12:0.1-0.3：0.1-0.3:0.3-0.5；

3）将步骤2）中的液体冷却至室温，密封保存，即得凋落物液化液。

所述的一种森林凋落物的液化方法，其特征在于骤1）中：烘干温度为45-50℃，粉碎至300-400目，同温度下再次烘40-50min。

所述的一种森林凋落物的液化方法，其特征在于步骤2）中：水浴温度为55-75℃，优选60-70℃；水浴时间15-18min，滴加浓硝酸和双氧水后搅拌60-70min。

所述的一种森林凋落物的液化方法，其特征在于步骤2）中：反应釜温度优选为89-100℃，优选92-95℃。

所述的一种森林凋落物的液化方法，其特征在于步骤2）中：苯酚：浓硝酸：双氧水：十二烷基苯磺酸钠的重量比为4:9-10:0.2：0.2:0.4。

上述一种森林凋落物的液化方法，用自然界自然掉落的植物树叶，树皮等凋落物进行生物质液化和性能改造，通过液化将凋落物变废为宝，解决了凋落物在生产和应用过程中液化的难题，为开发新产品提供了技术支持，与传统的凋落物自然腐烂、废弃状况相比，拓展了其应用范围和功能。本发明所采用的方法更加简便易行，准确可靠，液化成本低、精确度更高，能使凋落物得到很好的液化。

本申请文件中除有特殊说明外，百分含量均为纯物质的重量百分含量。

具体实施方式