[发明专利]一种降解麦草碱木质素的方法

说明书

本发明公开了一种降解麦草碱木质素的方法，包括使用离子液体和杂多酸催化剂降解麦草碱木质素，所述离子液体包括1‑丁基‑3‑甲基咪唑氯盐，所述杂多酸包括H₃PW₁₂O₄₀。所述杂多酸催化剂包括H₃PW₁₂O₄₀和载体，所述载体包括氧化铝、氧化铝、氧化锆和活性炭中的至少一种，优选为氧化锆。所述杂多酸催化剂与麦草碱木质素的质量之比为1:(2‑12)，所述离子液体与所述麦草碱木质素的质量之比为(30‑50):1，所述降解温度为80‑180℃，所述降解时间为0.5‑12h。采用本发明的方法，可极大提高降解产物中的活性官能团含量，为麦草碱木质素的高效利用提供了新途径。

技术领域

本发明涉及一种降解麦草碱木质素的方法，尤其涉及一种使用离子液体和杂多酸催化剂 降解麦草碱木质素的方法，属于木质素处理领域。

背景技术

木质素是自然界中含量最大的可再生天然芳香族高分子聚合物，占植物质量的15～30％。 工业碱木质素主要来源于制浆造纸工业，由于其具有结构复杂、反应活性低、分散度大等特 点，导致其利用率不高。故降低碱木质素分散度并提高木质素反应活性，是实现碱木质素资 源化利用的有效途径之一。木质素在合适催化剂作用下可降解为多种芳香族和脂肪族有机小 分子化合物，被认为是未来可替代石油化工产品的可再生资源。

杂多酸是由水或有机分子、杂多阴离子以及阳离子(质子、金属阳离子、有机阳离子) 组成。杂多酸的结构类型有Keggin型(中心原子与杂原子的个数比为1:12)、Dawson型(中 心原子与杂原子的个数比为2:18)、Waugh型(中心原子与杂原子的个数比为1:9)以及Silver 型与Anderson型等。其中杂多酸的一级结构是指杂多阴离子[XM₁₂O₄₀]^n-(X＝P、Si、Ge等， M＝W、Mo、V等)的结构，主要表示杂多酸的组成元素、个数与骨架结构。多阴离子和反荷 离子相组合得到的晶体结构是杂多酸的二级结构，其中当众多的二级结构堆积便形成杂多化 合物晶胞；杂多酸的酸性、氧化还原性、极性溶液中溶解性、催化活性以及选择性，受反荷 阳离子的点电荷、电负性和半径的不同所影响。杂多酸的三级结构是指在三维空间中多阴离 子、反荷离子与结晶水三部分组成的结构。

由于杂多酸化合物结构中同时拥有配合物和金属氧化物，使得杂多酸既具有酸性又具有 氧化还原性，所以杂多酸可作为酸性催化剂、氧化还原催化剂以及双功能催化剂。

离子液体(Ionic Liquid)是当下较为受欢迎的一种绿色溶剂或催化剂，当温度是在室温 或者是接近室温时，离子液体呈液态的有机熔融盐，故离子液体又可称为室温熔融盐、有机 熔融盐等。离子液体以其独特的性质早已成为当前科技研究发展的热点与前沿，它与其它有 机溶剂相比较，离子液态中无电中性分子，而是由半径几乎相同的阴、阳离子组成，所以离 子液体具有更好的热稳定性与导电性能，并在诸多化学反应中得以应用，显示出一系列的优 点，例如：反应速率快、反应的选择性高、转化率高、催化体系可循环使用等。

发明内容

本发明的目的在于根据现有技术存在的问题，提供一种通过使用离子液体和杂多酸催化 剂降解麦草碱木质素的方法，其中所述离子液体包括1-丁基-3-甲基咪唑氯盐，所述杂多酸包 括H₃PW₁₂O₄₀，本发明研究发现，使用1-丁基-3-甲基咪唑氯盐离子液体和H₃PW₁₂O₄₀杂多酸 共同降解麦草碱木质素，在一定的催化剂用量和降解条件下，可极大提高降解产物中的活性 官能团含量，为麦草碱木质素的高效利用提供了新途径。

根据本发明的目的，提供了一种降解麦草碱木质素的方法，包括使用离子液体和杂多酸 催化剂降解麦草碱木质素。