[发明专利]一种离子液体从木糖醇渣中提取高纯纤维素材料的方法

说明书

本发明公开了一种离子液体从木糖醇渣中提取高纯纤维素材料的方法，以木糖醇渣为提取纤维素的原料，将氨基磺酸和离子液体均匀混合后加入木糖醇渣，反应所得混合液经离心，上清液与丙酮水溶液混合均匀后，再次离心，得到再生纤维素；对所得再生纤维素多次水洗直至洗液澄清，冻干,即得。本发明通过离子液体/氨基磺酸体系，提高木糖醇渣中纤维素在离子液体中的溶解度，打破组分间的氢键，解聚木质素，实现在短时间内提高纤维素的收率和纯度。该工艺简单，使用的离子液体溶剂绿色环保，易于回收，获得的纤维素材料可以应用于纺织、轻工和化工等领域。

技术领域

本发明属于生物质综合利用领域，特别涉及一种离子液体体系从木糖醇渣中提取纤维素的方法。

背景技术

纤维素是世界上分布最广泛，来源最丰富的天然可再生高分子聚合物，由D-吡喃葡萄糖基通过β-1，4-糖苷键链接组成，分子量从几百到几万不等，具有良好的生物相容性、生物降解力和热稳定性。纤维素及其衍生物转化为精细化学品、食品、药品、工业原料及能源，广泛应用于纺织、轻工、化工、国防、石油、医药、能源、生物技术等领域。

木糖醇渣是以玉米芯为原料经高温酸化提取木糖醇后的废料，价格低廉，含有丰富的纤维素和木质素。每生产1吨的木糖醇，排放的木糖醇渣约为26-30吨,不仅占用大量的场地还会产生环境污染。因此对木糖醇渣进行再利用，提取高纯纤维素，代替部分化石能源，缓解资源短缺问题，这对实现可持续发展和环境保护都具有重要意义。

分离纤维素的物理方法是通过高温湿热、超声波、高压蒸煮等物理作用，改变或破坏破坏纤维素和木质素酯键的相互作用，进而实现分离纤维素的目的。

分离纤维素的化学方法是是利用强酸或者强碱等化学试剂破坏掉纤维素和木质素之间的链接，获得纯净的纤维素。但物理方法能量消耗较大，对木质素的去除不完全，化学方法中使用的强酸强碱试剂易污染环境。

离子液体(ILs)是指在室温下，由阴阳离子组成的呈液态的熔融盐，具有不可燃性、化学和热稳定性、不易挥发、较低的蒸汽压、结构可设计性等优异性能。离子液体的阳离子作为电子接受体，阴离子作为电子给予体，通过阴阳离子与纤维素-OH中氧原子和氢原子的相互作用破坏纤维素大分子间的氢键，从而实现纤维素的溶解。离子液体作为纤维素的非衍生化溶剂，在纤维素研究中呈现出了良好的发展态势。但是离子液体的黏度较大，价格昂贵，存在纤维素的提取效率低、纯度低等问题，在很大程度上限制了它的应用。

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，提供一种利用离子液体从木糖醇渣中提取纤维素的方法，以提高纤维素的收率和纯度。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种离子液体从木糖醇渣中提取高纯纤维素材料的方法，以木糖醇渣为提取纤维素的原料，将氨基磺酸和离子液体均匀混合后加入木糖醇渣，反应所得混合液经离心，上清液与丙酮水溶液混合均匀后，再次离心，得到再生纤维素；对所得再生纤维素多次水洗直至洗液澄清，冻干，即得。

具体地，所述的离子液体中，阳离子选自如下式中的任意一种：

优选咪唑阳离子。

具体地，离子液体的阴离子选自卤素离子、羧酸根离子、磷酸根离子等中的任意一种。

优选地，氨基磺酸和离子液体的质量比为0.10:10～0.50:10。

优选地，木糖醇渣和离子液体的质量比为0.10:10-2.0:10。

优选地，反应的温度为90℃～130℃，时间为0.5h～4h。

优选地，离心转速为9000～10000rpm，离心时间为8～12min。