[发明专利]一种基于二元催化乙醇法的木素分离方法

说明书

本发明公开了一种基于二元催化乙醇法的木素分离方法，首先获取木质纤维素的水热固相产物；将过氧化氢与乙醇溶液混合，配制得到反应溶液；将水热固相产物、反应溶液及氢氧化钠混合反应后，得到固液混合产物，过滤分相，得到初步固相产物及液相产物；采用乙醇溶液对初步固相产物进行洗涤，过滤分相后，得到固相产物；采用水对固相产物进行洗涤，干燥后，得到粗纤维素；对液相产物进行稀释，酸化，静置，沉淀，过滤，干燥后得到乙醇木素；本发明通过添加过氧化氢及氢氧化钠二元催化剂，二元催化体系协同作用断裂木素大分子中的醚键，使木素降解为小分子溶解到乙醇溶液中，在保证纤维素得率较高的同时，有效提高了木素的脱除率。

技术领域

本发明属于木质纤维素生物质精炼技术领域，特别涉及一种基于二元催化乙醇法的木素分离方法。

背景技术

木质纤维素生物质中三大组分纤维素、半纤维素和木素的分离是生物质资源实现高值化利用的前提；目前水热法分离半纤维素已经实现工业化生产，水热法由于其溶剂本身的清洁，同时分离半纤维素效果较好，相比传统的预处理方法有着明显的优势；由于乙醇溶剂是一种可回收利用的无毒试剂，同时也是一种木素的良好溶剂，因此乙醇法分离木素可以实现清洁化；单独的水热法处理对半纤维素分离效果好，但是对木素的分离效果极差，而单独的乙醇法对木素的分离效果好，但是对半纤维素的分离效果远不及水热法；因此，若采用水热-乙醇两步联合处理，有望利用各自的优势，实现半纤维素、木素和纤维素的分级分离，但是实际效果是：水热-乙醇法对半纤维素的分离效果非常好，但对木素的分离效果却不理想，甚至不及单独的乙醇法，导致整体工艺存在分离效率低的问题。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明提供了一种基于二元催化乙醇法的木素分离方法，以解决现有技术中木素分离效果差的技术问题。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

本发明提供了一种基于二元催化乙醇法的木素分离方法，包括以下步骤：

步骤1、获取木质纤维素的水热固相产物；

步骤2、将过氧化氢与乙醇溶液混合，配制得到反应溶液；将水热固相产物、反应溶液及氢氧化钠混合反应后，得到固液混合产物；

步骤3、对步骤2中的固液混合产物进行过滤分相，得到初步固相产物及液相产物；采用乙醇溶液对初步固相产物进行洗涤，过滤分相后，得到固相产物；

步骤4、采用水对固相产物进行洗涤，干燥后，得到粗纤维素；对液相产物进行稀释，酸化，静置，沉淀，过滤，干燥后得到乙醇木素。

进一步的，步骤1中，将秸秆在150～200℃条件下，固液比为1:12～1:32g/mL条件下，水热处理30～120min后，得到所述水热固相产物。

进一步的，步骤2中，水热固相产物与反应溶液的固液比为1:12～1:32g/mL；其中，乙醇溶液中乙醇的质量分数为40％-80％；过氧化氢的质量为水热固相产物绝干质量的0.1％-5％，氢氧化钠的质量为水热固相产物绝干质量的0.1％-5％。

进一步的，步骤2中，采用将水热固相产物、反应溶液及氢氧化钠溶液置于反应釜中，采用在温度为170-220℃、转速为230-650rpm进行反应，反应时间为30-180min。

进一步的，步骤3中，乙醇溶液中乙醇的质量分数为40％-80％。

进一步的，步骤4中，采用去离子水对液相产物进行稀释，稀释过程去离子水与液相产物的体积比为1:2-1:5。

进一步的，步骤4中，酸化过程，液相产物稀释液的pH为2-6。

进一步的，步骤4中，干燥过程采用真空干燥。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：