[发明专利]一种从生物质材料中大批量提取植物导管的方法

说明书

本发明公开了一种从生物质材料中大批量提取植物导管的方法。包括以下步骤：(1)称取一定量氢氧化钠和亚硫酸钠，加入去离子水中充分搅拌至完全溶解得到溶液A；(2)将植物树叶加入溶液中后，放在加热炉上煮一定时间；(3)煮完后，用去离子水反复清洗，得到产物；(4)量筒量取一定量浓硫酸溶液，加入去离子水中充分搅拌得到溶液B；(5)将步骤(3)得到的产物加如溶液B中，进行超声处理，超声结束过后提取，即可得到大量生物质导管。本发明能得到大量高纯度的生物质导管，制备工艺简单、易于操作、成本低。

技术领域

本发明属于碳素材料制备领域，特别涉及一种大批量提取植物导管的方法。

背景技术

世界经济的快速发展导致了能源的过渡使用，高速发展的现代工业急剧消耗化石资源，且引发一系列环境问题。传统化石资源不可再生，因此资源和环境问题是当今人类所面临的巨大挑战，可再生的生物质能源的利用成为社会可持续发展的必然选择。而植物导管是一种可再生资源，可以用来制备碳材料。

导管是植物体内木质部中主要输导水分和无机盐的管状结构；由一串高度特化的管状死细胞所组成，其细胞端壁由穿孔相互衔接，其中每一细胞称为一个导管分子或导管节。正是由于植物导管具有这样的结构，我们可以将其提取出来用以制备碳材料。碳材料具有多种有益性能，如低密度、良好的力学性能、吸附性能等。碳材料已经在军事以及民用工业各个领域取得广泛的应用。因此受到各个国家研究员的关注。然而，碳材料产品主要通过石油化工原料制备加工而成，工艺复杂，成本昂贵，并且化石能源日益衰竭。

本发明提出了一种提取植物导管的制备方法，以价格低廉的可再生树叶落叶或废茶叶为原材料，通过调节反应溶液中氢氧化钠、亚硫酸钠浓度，酸溶液中硫酸浓度来控制植物导管的形貌，对提取植物导管的制备方法进行了补充，为生物质废弃物的处理和应用提供新的思路。本发明具有过程简单、易控制、绿色环保、制作成本低等优点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：如何从生物质材料中提取导管并控制植物导管的形貌。

为解决上述技术问题，本发明提供以下的技术方案：

一种从生物质材料中大批量提取植物导管的方法，包括以下步骤：

(1)称取一定量氢氧化钠和亚硫酸钠，加入去离子水中充分搅拌至完全溶解得到溶液A；

(2)将生物质材料加入溶液A中后，放在加热炉上恒温加热；

(3)加热后，用去离子水反复清洗，得到产物；

(4)量筒量取一定量浓硫酸溶液，加入去离子水中充分搅拌得到溶液B；

(5)将步骤(3)得到的产物加入溶液B中，进行超声处理，超声结束过后采用去离子水和无水乙醇各洗涤一遍，过滤收集固体即可得到大量生物质导管。

优选地，所述生物质材料为植物叶子。

进一步优选地，所述植物叶子为阔叶树树叶或针叶树树叶。

优选地，所述氢氧化钠、亚硫酸钠、去离子水、生物质材料的质量比为2～50：2～50：100：1～30。

优选地，所述步骤(2)中恒温加热的温度为50～120℃，加热时间为30～300min。

优选地，所述步骤(4)中溶液B中硫酸浓度为15％～50％。

优选地，所述步骤(5)中超声处理时间为0.5～2h。

本发明获得的有益效果：

(1)本发明能够得到高产量的具有中空结构的植物导管；

(2)本发明的制备工艺简单、易于操作、成本低；