一种木质素衍生物的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种木质素衍生物的制备方法，包括：将生物质进行加热酸解，再置于有机溶剂中进行电解，即得到木质素衍生物。与现有技术相比，本发明专利技术采用一般化学方法对生物质材料进行前处理得到生物质前驱体，然后采用在有机溶剂中对生物质前驱体进行电解的方法，可以通过控制电流密度，通电时间，有机溶剂的选择以及电极的选择，来控制反应的进行。使用该方法所得木质素衍生物与传统木质素相比具有物质多元化，杂质含量低，具有商业化应用前景等优点。并且所用有机溶剂可循环利用，减少环境污染，降低生产成本。降低生产成本。降低生产成本。

【技术实现步骤摘要】
一种木质素衍生物的制备方法


[0001]本专利技术属于资源合理化利用与木质素衍生物制备
，涉及一种木质素衍生物的制备方法，尤其涉及一种以植食性动物消化残渣为原料、利用电解催化制备木质素衍生物的方法。

技术介绍

[0002]木质素衍生物的利用是实现生物质价值的重要方式。实现这一目标的一个重要方法是通过对植食性动物消化残渣生物质电催化，生产出具有较高利用价值的木质素衍生物。传统的木质素提取和制备木质素衍生物的过程常用物理方法为机械粉碎、蒸汽爆碎、热分解和超声波处理等。物理方法虽然操作简单，但是能耗较大导致成本较高。常用化学方法为酸碱处理、氧化处理，电解等。一般电化学方法存在很多问题，如酸碱液浓度要求高，反应时间较长且副反应难以控制，电极片溶解等问题。同时存在腐蚀和毒性等问题限制，容易造成环境污染。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的就是提供一种木质素衍生物的制备方法，该方法以生物质为原料，在电解条件下既能催化木质素，又能在一定程度上控制反应物进行程度，实现了植食性动物消化残渣的资源合理化利用。
[0004]本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0005]一种木质素衍生物的制备方法，包括：
[0006]将生物质进行加热酸解，再置于有机溶剂中进行电解，即得到木质素衍生物，所得木质素衍生物中含有多种酚类、酮类和胺类物质，可作用于工业生产中的分散剂、吸附剂、乳化剂，也可分离后作用于有机合成原料。使用该方法所得木质素衍生物与传统木质素相比具有物质多元化，杂质含量低，具有商业化应用前景等优点。
[0007]进一步地，加热酸解过程中，所用酸性溶液包括硫酸。
[0008]进一步地，所述的酸性溶液的浓度为0.5
‑
1mol/L。
[0009]进一步地，加热酸解过程中，加热温度为80
‑
100℃，搅拌时间为4
‑
6h，搅拌转速为150
‑
250rmp。
[0010]进一步地，加热酸解过程中，生物质与酸性溶液的质量比为1:(10
‑
30)。
[0011]进一步地，加热酸解前，将生物质进行干燥处理，筛分后取筛下料，作为加热酸解原料；
[0012]其中，干燥处理过程中，干燥温度为80
‑
100℃，干燥时间为6
‑
12h；所用筛网为10
‑
20目。
[0013]进一步地，所述的有机溶剂包括丙酮、N
‑
甲基吡咯烷酮或吡啶中的一种或两种结合。
[0014]进一步地，所述的N
‑
甲基吡咯烷酮和吡啶的体积比为(0.5
‑
2):1。
[0015]进一步地，电解过程中，酸解产物与有机溶剂的质量比为1:(15
‑
20)。
[0016]进一步地，电解过程中，电流密度为300
‑
500A/m2，通电时间为1
‑
2h。
[0017]本专利技术采用一般化学方法对生物质材料进行前处理得到生物质前驱体，然后采用在有机溶剂中对生物质前驱体进行电解的方法，可以通过控制电流密度，通电时间，有机溶剂的选择以及电极的选择，来控制反应的进行。并且所用有机溶剂可循环利用，减少环境污染，降低生产成本。
[0018]通过植食性动物的生物学消化过程，吸收了生物质中的大部分粗蛋白质和粗脂肪，消化残渣中含有丰富的未消化植物器官，即植物的根、茎、叶等，因此含有丰富的的木素质原料。通过对植食性动物消化残渣的合理利用，可以获得具有较高利用价值的木质素衍生物。
[0019]与现有技术相比，本专利技术具有以下特点：
[0020]1)本专利技术用于制备木质素衍生物的消化残渣原料来源广泛，制备工艺简单，生产成本低廉；
[0021]2)由于本专利技术采用上述原料及制备方法，使得本专利技术制备的木质素衍生物制备过程安全，操作简单，所用有机溶剂可循环使用。所得木质素衍生物种类丰富，且催化效果明显，有利于在工业生产中降低成本和大规模生产。
附图说明
[0022]图1为实施例1中所用的植食性动物消化残渣的SEM图；
[0023]图2为实施例1中木质素衍生物材料的SEM图；
[0024]图3为实施例2中所用的植食性动物消化残渣的SEM图；
[0025]图4为实施例2中木质素衍生物材料的SEM图。
具体实施方式
[0026]下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。
[0027]一种木质素衍生物的制备方法，包括：
[0028]1)将生物质进行干燥处理，初筛后得到生物质筛下料；
[0029]其中，生物质为植食性动物消化残渣，该消化残渣具体为一般植物器官残渣，包括植物的根、茎、叶、花或果中的一种或更多种残渣；因此本专利技术尤其适用于原料丰富、可大规模制备的木质素衍生物的生产；
[0030]干燥处理过程在鼓风干燥烘箱中进行，干燥温度为80
‑
100℃，干燥时间为6
‑
12h；所用初筛筛网为10
‑
20目，以去除筛余物；
[0031]2)将生物质筛下料与酸性溶液以质量比1:(10
‑
30)混合，并在80
‑
100℃下搅拌4
‑
6h以加热酸解，清洗过滤后，得到生物质前驱体；
[0032]其中，酸性溶液包括0.5
‑
1mol/L的硫酸，生物质筛下料与酸性溶液的优选质量比为1:(15
‑
20)，过量的酸性溶液以使生物质筛下料充分酸解；加热酸解过程中，搅拌转速优选为150
‑
250rmp；清洗过滤过程包括采用水洗方法将生物质筛下料酸解产物与酸性溶液分离；
[0033]3)将生物质前驱体浸没于有机溶剂中充分搅拌，并进行电解即得到木质素衍生
物；其中，有机溶剂包括丙酮、N
‑
甲基吡咯烷酮或吡啶中的一种或两种结合，优选为N
‑
甲基吡咯烷酮和吡啶以体积比(0.5
‑
2):1组成的混合溶液；电解过程中，酸解产物与有机溶剂的质量比为1:(15
‑
20)；采用恒流电解，电流密度为300
‑
500A/m2，通电时间为1
‑
2h，电极材料优选为碳毡或钛网。
[0034]本专利技术采用价格低廉、大量易得且已被生物初步消化降解的植物消化残渣为原料，用适量的硫酸溶液作为酸解剂，将干燥后的生物质过筛，将筛下料浸没在适量比例的硫酸溶液中搅拌酸解，并控制酸解温度和搅拌速度。将酸解后的产物清洗过滤干燥，浸没在装有N
‑
甲基吡咯烷酮和吡啶的电解槽中充分电解，获得所需木质素衍生物。本专利技术方法实现了木质素在有机溶剂中的电解催化，得到的木质素衍生物种类丰富，且电解催化效果明显。
[0035]其中，电解液本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种木质素衍生物的制备方法，其特征在于，该方法包括：将生物质进行加热酸解，再置于有机溶剂中进行电解，即得到木质素衍生物。2.根据权利要求1所述的一种木质素衍生物的制备方法，其特征在于，加热酸解过程中，所用酸性溶液包括硫酸。3.根据权利要求2所述的一种木质素衍生物的制备方法，其特征在于，所述的酸性溶液的浓度为0.5
‑
1mol/L。4.根据权利要求2所述的一种木质素衍生物的制备方法，其特征在于，加热酸解过程中，加热温度为80
‑
100℃，搅拌时间为4
‑
6h，搅拌转速为150
‑
250rmp。5.根据权利要求2所述的一种木质素衍生物的制备方法，其特征在于，加热酸解过程中，生物质与酸性溶液的质量比为1:(10
‑
30)。6.根据权利要求1所述的一种木质素衍生物的制备方法，其特征在于，加热酸解前，将生物质进行干燥处理，筛分后取筛下料，作为加...

【专利技术属性】
技术研发人员：张全生，魏铭仪，张金贵，李祉毅，
申请(专利权)人：上海应用技术大学，
类型：发明
国别省市：