[发明专利]纤维素的预处理方法

说明书

本发明公开了一种纤维素的预处理方法，包括：将纤维素与1‑乙基‑3‑甲基咪唑醋酸盐在70℃～90℃加热搅拌，使所述纤维素至少部分溶解在所述1‑乙基‑3‑甲基咪唑醋酸盐中；加入蒸馏水并进行搅拌使所述纤维素析出；将析出的所述纤维素洗涤并干燥；将干燥的所述纤维素与含Fe³⁺的水溶液混合，在110℃～150℃进行水热反应；将所述水热反应的产物进行冷却使所述纤维素析出；以及将析出的所述纤维素分离并干燥，得到预处理纤维素。

技术领域

本发明涉及绿色节能化工材料领域，特别是涉及一种纤维素的预处理方法。

背景技术

随着地球上天然蕴藏矿化石能源的消耗以及人类对能源需求的日益增加，环境问题和能源危机等问题相继出现。寻找替代化石资源的可再生资源是解决上述问题的重要方法之一。生物质资源中的木质纤维素以其来源广泛、廉价和可再生等优势迅速崛起为最佳替代资源。木质纤维素主要由纤维素、半纤维素及木质素组成。预处理木质纤维素可得纤维素，纤维素进一步水解可得易利用的单糖。利用木质纤维素类原料生产燃料乙醇有以下三个过程：预处理、水解、乙醇发酵。

其中，预处理的目的主要是减少还原糖的丢失、避免生成抑制后续发酵的抑制物、减少对环境的污染及降低生产成本、提高木质纤维素原料的酶解糖化效率，从而获得更高的燃料产量。传统的预处理方法有生物预处理、酸预处理、碱预处理、水热预处理等，其过程都是通过消除或减弱半纤维素和木质素在结构上对纤维素的包裹和覆盖，提高纤维素酶与纤维素的直接接触面积来提高纤维素酶解效率。但这些预处理方法在提高纤维素酶解效率的作用上仍有待提高。

发明内容

基于此，有必要提供一种纤维素的预处理方法，有利于提高纤维素的酶解效率。

一种纤维素的预处理方法，包括以下步骤：

S10，将纤维素与1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐在70℃～90℃加热搅拌，使所述纤维素至少部分溶解在所述1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐中；

S20，加入蒸馏水并进行搅拌使所述纤维素析出；

S30，将析出的所述纤维素洗涤并干燥；

S40，将干燥的所述纤维素与含Fe³⁺的水溶液混合，在110℃～150℃进行水热反应；

S50，将所述水热反应的产物进行冷却使所述纤维素析出；以及

S60，将析出的所述纤维素分离并干燥，得到预处理纤维素。

在其中一个实施例中，所述纤维素选自纯的纤维素和含有纤维素的生物质中的至少一种。

在其中一个实施例中，所述纤维素与所述1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐的质量比小于或等于1：9。

在其中一个实施例中，在所述步骤S10前还包括在20℃～30℃将所述纤维素与所述1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐混合，使所述纤维素溶胀的步骤。

在其中一个实施例中，所述步骤S30的干燥温度为25℃～100℃。

在其中一个实施例中，所述水溶液中Fe³⁺的浓度为0.05mol/L～0.15mol/L。

在其中一个实施例中，干燥的所述纤维素与所述水溶液的质量比为1：(8～20)。

在其中一个实施例中，所述水热反应的压力小于或等于0.2MPa，所述水热反应的保温时间为20min～60min。

在其中一个实施例中，所述步骤S50中，所述冷却为在2min～5min内使所述产物的温度降至20℃～30℃。

在其中一个实施例中，所述步骤S60的干燥温度为50℃～80℃。