[发明专利]一种分离木材木质素的方法

说明书

本发明提供一种分离木材木质素的方法，可以在保护纤维素不被氧化的条件下分离出木素；解决传统制浆分离木素工艺周期长、能耗大、化学药品回收难的问题。本发明与现有技术相比，缩短反应周期，分离过程中能量消耗低，反应条件温和，药品价格低廉且易得，对甲苯磺酸、甲酸易于回收，回收的对甲苯磺酸、甲酸可以重复利用，节约成本，属于环境友好型。

技术领域

本发明属于木材中木素分离技术领域，具体涉及一种对甲苯磺酸-甲酸分离木材木质素的方法。

背景技术

木素作为世界上第二位最丰富的有机物(纤维素是第一位)，是一种使用方便的可再生资源，其分离利用成为近年来人们关注的焦点。木素是三种苯丙烷单元通过醚键和碳碳键相互连接形成的具有三维网状结构的生物高分子，位于纤维素纤维之间，起到抗压作用。其用途十分广泛，如在石油工业中，可做稠油降粘剂、高温调焙剂、油水混凝剂等。除此之外还可以做混凝土减水剂，脲醛粘合剂、制备表面活性剂、土壤改良剂、制备新型水煤浆添加剂等。木素还可以应用到橡胶行业，用作橡胶补强剂、橡胶填料等。

但研究木素，首先要分离出木质素。在工业上，要得到木素产品主要就是通过将碱法制浆和亚硫酸盐法制浆中所得的黑液分离来获得的，在这种方法下得到的木素分子量往往在数百到数万之间，他们具有显著的宽分子量的分布状态，从而导致了工业木素无稳定的热转变温度的特点，除此之外通过这种方法得到的木素也不利于更深层次的开发利用。并且传统的木素分离方法也会对环境造成污染，开发新的木素分离方法迫在眉睫。

现有使用酸、碱、超临界、两水相、缓和氢解、离子液等手段分离木质素的方法。酸木质素包括klason木质素、高碘酸木质素、磷酸木质素等，Klason木质素化学改性大，不利于木质素的利用。高碘酸木质素发生了氧化，磷酸木质素条件缓和，化学改性小，但是有一定的聚合。碱木质素在升温有利于木素溶解，这个过程中木素发生化学改性。碱溶木质素氧化严重，羰基和羧基增加。有机溶剂型木质素除了二氧环己烷外，有机溶剂与木素结合，纯度不高，不易回收。

发明内容

本发明提供一种分离木材木质素的方法，可以在保护纤维素不被氧化的条件下分离出木素；解决传统制浆分离木素工艺周期长、能耗大、化学药品回收难的问题。

本发明的分离木材木质素的方法，包括如下的步骤：

1)将木材粉末加入到60℃-90℃的甲苯磺酸-甲酸溶液中进行反应；

所述的甲苯磺酸-甲酸溶液，其中甲苯磺酸和甲酸的体积比为1-20：1；

作为优选，其中甲苯磺酸与甲酸为的体积比为5：1，

所述的反应，是在恒温水浴条件下进行旋转反应或振荡反应；

2)反应结束后，分离滤液和滤渣；用去离子水对滤液进行稀释，产生沉淀，将沉淀过滤出来获得木素和废酸液；

所述的废酸先经过蒸馏，回收甲酸，再通过冷却再浓缩回收对甲苯磺酸；

所述的木材粉末，优选为杨木木材粉末。

所述的步骤2)中，去离子水的使用量是使滤液的ph值为7.0-7.5。

与现有技术相比，本发明有益效果在于：

本发明使用一种新型分离方法对甲苯磺酸-甲酸来处理木材，进而分离出木材中各种物质。可以在保护纤维素不被氧化的前提下，分离出木素。

本发明与现有技术相比，这种方法可以在相对较低的温度，短时间内可以溶解大量木素；而传统工艺达到同样的效果需要的条件比较苛刻。

本发明与现有技术相比，缩短反应周期，分离过程中能量消耗低，反应条件温和，药品价格低廉且易得，对甲苯磺酸、甲酸易于回收，回收的对甲苯磺酸、甲酸可以重复利用，节约成本，属于环境友好型。