[发明专利]一种木质素溶度参数的计算方法和应用

说明书

本发明公开了一种木质素溶度参数的计算方法和应用，所述的木质素溶度是通过木质素C₉扩展结构式中各元素和基团的摩尔量、结构单元和侧链基团的摩尔量来计算木质素的溶度参数；其中，所述的C₉扩展结构式为C₉H_y2O_z2(OH)^al_m1(OH)^ph_m2(OCH₃)_n2(COOH)_m3(CH₃COO)_m4。与现有技术相比，本发明在计算出含官能团的木质素扩展C₉结构式，用原子和官能团贡献法计算出了木质素的总溶度参数和分溶度参数，其比传统方法更准确和全面。

技术领域

本发明属于溶解参数的测定方法技术领域，具体涉及一种木质素溶度参数的计算方法和应用。

背景技术

木质素是一种广泛存在于植物纤维原料细胞壁中的高分子聚合物，是自然界中唯一能大量提供芳香基化合物的非石化资源。木质素是生物质能源、化学品和材料的重要原料，但到目前为止工业木质素主要以热能的形式被利用，其价值没有得到充分的发挥。木质素的溶解性是其能否被科学利用的一个关键问题，但到目前为止该问题仍没有得到很好解决。溶度参数理论能揭示物质的溶解行为，该理论认为：溶质和溶剂的总溶度参数接近时，溶质在溶剂中的溶解度较高；溶质的分溶度参数和溶剂的分溶度参数越接近时，溶质在溶剂中的溶解度越高。物质的总溶度参数由三个分溶度参数组成，溶剂和简单分子溶质的溶度参数可由查阅相关手册得到。但是木质素是一种结构复杂的高分子聚合物，现阶段仍缺乏准确计算木质素的溶度参数的方法，这给人们正确认识木质素的溶解性为带来了困难，阻碍了木质素的研究、开发和应用。

Hansen等用82种溶剂溶解木质素，根据木质素溶度大小和溶剂的溶度参数来间接推断木质素的溶度参数和分溶度参数，这是首次提出了计算木质素分溶度参数的方法，一定程度为木质素溶解行为的提供了理论支撑。但是由于很难准确建立木质素溶度与溶剂溶度参数的关系，因此基于Hansen法计算的木质素溶度参数存在不直接、繁琐和因木质素结构变化准确性不高的问题。

Ni等用元素和官能团贡献法计算出了木质素的总溶度参数，这使我们可以从溶剂和木质素总溶度参数的角度认识木质素的溶解行为。但是Ni等没有准确表征木质素的原子和官能团含量，而是根据经验推断出木质素G/S/H结构的原子和官能团含量，如推断一个G型木质素结构单元中亚甲基、次甲基、双键、甲氧基、羟基和氧元素的个数均为1，三元取代苯的数量也为1。这种推断被广泛认可，但是对于具有复杂结构的木质素来说，仍不准确。除此之外，Ni等也没有计算木质素的分溶度参数。因此，需要开发一种木质素溶度参数新的计算方法，以克服上述问题。

发明内容

发明目的：本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种木质素溶度参数的计算方法。

本发明还要解决的技术问题是提供上述木质素溶度参数的应用。