[发明专利]一种亚临界乙醇法提取高解聚特性木质素方法

说明书

技术领域

本发明涉及木质素的高效提取的方法，具体地说，是一种亚临界乙醇法提取高解聚特性木质素方法。

背景技术

由于石油等化石燃料地匮乏，加之环境污染越来越严重，越来越多的人们关注于绿色能源的开发与利用，而木质素作为大自然中仅次于纤维素储量第一的木质纤维素，它主要存在于木材和农作物秸秆等非木材中，由于其复杂的分子结构和聚集态结构，虽然其在合成树脂和表面活性物质等领域有一定的研究成果，但仍未获得与石油化学品性价比相媲美的产品，可以说，木质素高附加值及能源利用技术仍处于起步阶段。随着木质素高效利用研究的深入开展，以木质素为原料降解制备生物油或酚类物质成为了另一研究热点。

亚/超临界流体作为最近热门趋势，具有溶解性强，扩散性好、易于控制等优点。而乙醇能够溶解大部分有机物，且产生大量氢自由基，过量氢自由基的存在能够起到稳定木质素β-醚键均裂形成自由基的作用。研究表明，亚/超临界乙醇解聚木质素能够有效提高解聚产品收益，拓宽其应用领域，这一发现对亚临界乙醇法提取高得率和高活性的木质素具有重要指导意义。

目前将木质素大分子解聚成小分子单体的方法有很多，主要分为生物解聚，物理解聚和化学解聚法。生物质降解得到的非水相液态产物称为生物油，主要由含有羰基、羧基和酚羟基等官能团的含氧化合物组成。木质素降解产生的生物油可以用于制备液体燃料以及酚、酸、醛、酯等化学品。木质素降解制备生物油的原料一般为含有木质素的生物质，如木质纤维素，或者是工业木质素副产物，以及其它方法提取的木质素。木质素液化降解产物复杂，当前的研究内容主要是：以木质素液化生物油为目标产物，探讨各种工艺参数对于生物油产率及组成的影响，探究可能的降解反应机理。对于木质素降解的工艺条件进行了一系列探索。选择合适的液化剂是木质素液化降解的关键。近年来，随着人们对超临界技术的普遍关注，采用超临界技术液化木质素或者生物质成为研究的热点。常用的超临界溶剂有超临界水、超临界甲醇、超临界乙醇等。Saisu等分别选用水、水－苯酚的混合物作为溶剂，研究了木质素在超临界条件下的液化。研究认为，木质素在超临界水中首先发生溶剂化作用，其次进行水解和脱烷基化反应，最终导致木质素降解小分子片段的产生。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供了一种亚临界乙醇法提取高解聚特性木质素方法

为实现以上目的，本发明是通过以下技术方案来实现的：

步骤一：制备乙醇木质素。将竹子切片去节，去皮，粉碎，丙酮抽提，自然风干后，经过球磨，得到粒径为20~60目的竹粉。以（竹粉原料+Pd/C催化剂）：乙醇溶液为1:20在高温高压釜（KFC-0.5）中，反应时间为60min，反应温度为85~200℃，记录反应压力，得到混合物，通过G4型砂芯漏斗过滤，得到固体残渣和木质素溶液，木质素溶液于pH值为2.0的酸性去离子水中静置8 h，采用G5型砂芯漏斗过滤，固体经过24小时的冷冻干燥得到乙醇木质素。称量乙醇木质素的质量，计算得率。

步骤二：乙醇木质素的解聚。将0.6 g乙醇木质素样品和30 mL无水乙醇加入SLP型微型高温高压反应釜中，设置反应温度为180℃和240℃，反应时间为4 h，记录反应压力。按照实验设定条件进行反应，结束后将反应釜快速冷却至室温，然后采用G5型的砂芯漏斗进行固液分离，采用异丙醇和四氢呋喃洗涤至溶液无色。固相产物置于50℃恒温干燥箱烘干至恒重，称量确定固相残焦得率。液相产物用异丙醇定容至100 mL，取适量置于50 ℃恒温干燥箱烘干至恒重。最后，取定容后的液相产物，先用异丙醇稀释再用无水硫酸钠除水，后经有机过滤膜过滤，得到的液相产物进行气相色谱/质谱联用技术（GC/MS）分析，得到其中酚类产物的相对含量。

本发明是将乙醇木质素通过亚临界乙醇法并加入Pd/C催化剂，从毛竹中提取高解聚特性的乙醇木质素，其中得率是获得的木质素的质量与理论上毛竹中木质素的质量的比值，而解聚特性的大小主要通过乙醇木质素在亚临界条件下解聚的解聚率和解聚产物中的酚类产物相对含量大小进行判断的。

本发明提取的乙醇木质素的得率较高，而且解聚条件较为温和简单，解聚率高且酚类化合物的相对含量较高。

具体实施方式

以下提供本发明亚临界乙醇法提取高解聚特性木质素方法的具体实施方式，共提供3个实施例，但本发明不限于所提供的实施例。

实施例1