[发明专利]生物质预处理

权利要求书

1.膨胀的木质纤维生物质，其通过以下方法制备，所述方法包括：在离子液体中培养含有木质素、纤维素和半纤维素的木质纤维生物质足够的时间和温度，以使所述纤维素和半纤维素膨胀而不使所述生物质溶解于离子液体中。

2.根据权利要求1所述的膨胀的生物质，其中所述膨胀的木质纤维生物质进一步用与离子液体和水可混溶的对于纤维素为非溶剂的液体进行洗涤。

3.根据权利要求2所述的膨胀的生物质，其中用于洗涤的对于纤维素为非溶剂的液体是水、醇或乙腈，或者溶解离子液体从而从所述生物质提取离子液体的任何溶剂。

4.根据权利要求3所述的膨胀的生物质，其中所述醇是乙醇、甲醇、丁醇或丙醇。

5.根据权利要求1-4任一项所述的膨胀的生物质，其中所述方法包括在50℃至200℃的温度范围下在5分钟至8小时范围内培养所述生物质。

6.根据权利要求5所述的膨胀的生物质，其中所述温度是120℃、130℃或150℃。

7.根据权利要求1-6任一项所述的膨胀的生物质，其中所述生物质中的纤维素和半纤维素与培养步骤之前相比膨胀至少30体积％。

8.根据权利要求1-7任一项所述的膨胀的生物质，其中所述离子液体在培养过程中是熔化的。

9.根据权利要求1-8任一项所述的膨胀的生物质，其中所述离子液体是能够破坏纤维素或半纤维素的氢键结构的任何离子液体，其由这样的阳离子结构表示，所述阳离子结构包括咪唑鎓、吡咯烷鎓、吡啶鎓、磷鎓或铵。

10.根据权利要求1-9任一项所述的膨胀的生物质，其中所述离子液体由以下的结构来表示：

其中R₁、R₂、R₃、R₄和R₅各自是氢，具有1至15个碳原子的烷基或具有2至10个碳原子的烯烃基团，并且

其中A^-是卤化物、氢氧化物、甲酸盐、醋酸盐、丙酸盐、丁酸盐、任何具有最高可达总共10个碳原子的单-或二-羧酸、琥珀酸盐、乳酸盐、天冬氨酸盐、草酸盐、三氯醋酸盐、三氟醋酸盐、二氰胺或羧酸盐。

11.根据权利要求1-9任一项所述的膨胀的生物质，其中所述离子液体由以下的结构来表示：

其中R₁、R₂、R₃、R₄、R₅和R₆各自是氢，具有1至15个碳原子的烷基或具有2至10个碳原子的烯烃基团，并且

其中A^-是卤化物、氢氧化物、甲酸盐、醋酸盐、丙酸盐、丁酸盐、任何具有最高可达总共10个碳原子的单-或二-羧酸、琥珀酸盐、乳酸盐、天冬氨酸盐、草酸盐、三氯醋酸盐、三氟醋酸盐、二氰胺或羧酸盐。

12.根据权利要求10或11所述的膨胀的生物质，其中所述卤化物是氯化物、氟化物、溴化物或碘化物。

13.根据权利要求10或11所述的膨胀的生物质，其中所述烷基由砜、亚砜、硫醚、醚、酰胺、羟基或胺来取代。

14.根据权利要求1所述的膨胀的生物质，其中所述离子液体是1-正-丁基-3-甲基咪唑鎓氯化物、1-烯丙基-3-甲基咪唑鎓氯化物、3-甲基-N-丁基吡啶鎓氯化物、1-乙基-3-甲基咪唑鎓醋酸盐或1-乙基-3-甲基咪唑鎓丙酸盐。

15.根据前述权利要求任一项所述的膨胀的生物质，其中所述生物质是玉米茎叶饲料或白杨。

16.根据前述权利要求任一项所述的膨胀的生物质，其中用离子液体培养生物质可以耐受10％溶解水。

17.根据前述权利要求任一项所述的膨胀的生物质，其中混合物的培养温度通过伴随搅拌的常规加热或者使用间歇搅拌的微波辐射达到。