本发明专利技术公开了一种麻纤维氮氧自由基/电化学脱胶及制备高价值酚的方法，属于纺织加工技术和木质素高价值利用领域。本发明专利技术的麻纤维氮氧自由基/电化学脱胶及制备高价值酚的方法，具体是将含有氮氧自由基的电解质溶液、麻纤维加入工作电极区域，之后与含有缓冲溶液的辅助电极区域在水循环辅助装置的作用下进行电解，得到脱胶后的麻纤维和脱胶后的黑液；调整工作电极区域的电极，继续进行电解；电解结束后，加入有机物进行分层，得到上层为醇溶类多酚、下层为水溶类多酚、中间为固态废弃物杂质的混合物；最后通过分离，得到高价值酚类物质，该方法不仅能对麻纤维脱胶而且能够实现废弃木质素的高价值利用并同时降低脱胶黑液的污染。的高价值利用并同时降低脱胶黑液的污染。的高价值利用并同时降低脱胶黑液的污染。
【技术实现步骤摘要】
一种麻纤维氮氧自由基/电化学脱胶及制备高价值酚的方法
[0001]本专利技术涉及一种麻纤维氮氧自由基/电化学脱胶及制备高价值酚的方法，属于纺织加工技术和木质素高价值利用领域。
技术介绍
[0002]麻是一类重要的纤维用作物，包括苎麻、亚麻、汉麻、罗布麻、剑麻、红麻、黄麻等。从麻植株的韧皮部或叶中提取出的麻纤维是重要的纺织原料，其织物由于具有凉爽、挺括、吸湿散湿快、抑菌防霉、抗紫外线等优良的性能，在服装、卫生保健和家用纺织品领域有广泛的应用；又因其强度高、模量高、耐腐蚀、可自然降解其在复合材料领域的应用也逐年增加，常被用于制备汽车用复合材料、建筑用复合材料等。
[0003]将麻原料中大部分木质素、果胶等胶质成分去除，使纤维素纤维相互分散成可使用状态的加工过程成为脱胶，是制备麻纤维的必经步骤。传统的化学脱胶技术试剂使用量大、反应条件剧烈、污染严重；生物脱胶技术耗时长、成本高且制得纤维较粗，难以满足高档产品的使用需求。在这一背景下，少数研究者开始对电化学脱胶技术进行研究，尝试采用电解法原位生成活性反应粒子或驱动反应，从而降低化学试剂的用量、能耗和反应实践。例如，喻叶先采用电解法制备含有OH
·
、ClO
·
等活性氧的活性水，接着采用活性水浸泡的方式实现了麻纤维的脱胶。张辰龙以Na2S2O4为电解质采用在线电解法制备汉麻纤维，但由于麻纤维与电极表面生成的有效反应成分接触不良，反应效率较低，需搭配反应条件剧烈的预处理和酶解工序才能实验纤维的制备。
[0004]可见，现有的电化学脱胶方法主要存在三个方面的问题：第一，由于选择性差无法实现纤维素的有效保护和纤维理化性能的精细化调控；第二，先电解再使用，无法实现脱胶过程的在线控制，而在线电解麻纤维与电极表面生成的有效反应成分接触不良，反应效率低。第三，现有的电化学麻脱胶方法所需要的电压和电解质浓度过高。
技术实现思路
[0005][技术问题][0006]现有的麻纤维脱胶技术有污染大、能耗高、耗时长的问题。虽然电化学脱胶能克服上述问题，但现有的电化学脱胶技术由于仅在电极上生成有效脱胶粒子与麻纤维接触，脱胶效率低；且选择性差，难以在去除胶质同时保护纤维素和调控纤维化学成分和物理结构；并且还通常需要的电压和电解质浓度过高。此外，现有的电化学脱胶技术未对脱除的木质素进行处理或利用，这不仅造成了木质素相关功能成分的浪费，脱胶废液中的木质素也造成无水COD高的现象。
[0007][技术方案][0008]为了解决上述问题，本专利技术先对电化学脱胶技术进行设计，采取氮氧自由基/电化学体系对麻纤维进行高效脱胶，采用脱胶液辅助循环的方法克服界面反应导致的TEMPO
+
与麻纤维接触效率低的问题；利用氮氧自由基反应的选择性调节纤维理化结构。此外，本专利技术
采用同浴将脱胶后的脱胶废液中的木质素成分降解为高价值的小酚类物质，实现废弃木质素的高价值利用并同时降低脱胶黑液的污染。
[0009]本专利技术的第一个目的是提供一种麻纤维氮氧自由基/电化学脱胶及制备高价值酚的方法，包括如下步骤：
[0010](1)麻纤维脱胶
[0011]将含有氮氧自由基的电解质溶液、麻纤维加入工作电极区域，之后与含有缓冲溶液的辅助电极区域在水循环辅助装置的作用下进行电解，得到脱胶后的麻纤维和脱胶后的黑液；
[0012]将脱胶后的麻纤维从工作电极的区域取出，水洗、给油、脱油、干燥，得到成品脱胶后的麻纤维；
[0013](2)制备高价值酚
[0014]调整步骤(1)中工作电极区域的电极，继续进行电解；电解结束后，加入有机物进行分层，得到上层为醇溶类多酚、下层为水溶类多酚、中间为固态废弃物杂质的混合物；最后通过分离，得到高价值酚类物质。
[0015]在本专利技术的一种实施方式中，步骤(1)所述的氮氧自由基包括TEMPO类稳定氮氧自由基、NHPI类非稳定氮氧自由基；其中TEMPO类稳定氮氧自由基包括TEMPO、4
‑
OH
‑
TEMPO、4
‑
乙酰氨基TEMPO、4
‑
(4
‑
甲基苯磺酰氧基)
‑
TEMPO中的一种或多种；NHPI类非稳定氮氧自由基包括N
‑
羟基邻苯二甲酰亚胺(NHPI)及其衍生物、N
‑
羟基丁二酰亚胺(NHS)、N
‑
羟基丁二酰亚胺(NHSI)、N,N'
‑
二羟基均苯四甲酸二胺(NDHPI)、NHIM、NAPI、NNHPI、NHNI中的一种或多种。
[0016]在本专利技术的一种实施方式中，步骤(1)所述的电解质溶液包括稀酸、稀碱、盐水溶液中的一种或几种，具体包括浓度为0.05mol/L
‑
3mol/L的酸溶液、0.05mol/L
‑
3mol/L的碱溶液中的一种或几种，其中酸包括硫酸、盐酸、硝酸、醋酸中的一种或几种；碱包括氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠中的一种或几种；所述的盐水溶液包括缓冲液、离子液体及其水溶液中的一种或几种；
[0017]所述的缓冲液包括甘氨酸
‑
盐酸缓冲液(pH为2.2
‑
3.6)、邻苯二甲酸
‑
盐酸缓冲液(pH为2.2
‑
3.8)、磷酸氢二钠
‑
柠檬酸缓冲液(pH为2.2
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5.0)、柠檬酸
‑
氢氧化钠
‑
盐酸缓冲液(pH为2.2
‑
6.5)、醋酸
‑
醋酸钠缓冲液(pH为3.6
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5.8)、磷酸二氢钾
‑
氢氧化钠缓冲液(pH为5.8
‑
8.0)、磷酸氢二钠
‑
磷酸二氢钠缓冲液(pH为5.8
‑
8.0)、巴比妥钠
‑
盐酸缓冲液(pH为6.8
‑
9.6)、Tris
‑
盐酸缓冲液(pH为7.1
‑
8.9)、硼酸
‑
硼砂缓冲液(pH为7.4
‑
9.0)、甘氨酸
‑
氢氧化钠缓冲液(pH为8.6
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10.6)、硼砂
‑
氢氧化钠缓冲液(pH为9.3
‑
10.1)、碳酸钠
‑
碳酸氢钠缓冲液(pH为9.16
‑
10.57)缓冲液中的一种或几种；所述的离子液体及其水溶液包括LiClO4/CH3CN、BmimOAc等离子液体及其水溶液中的一种或几种。
[0018]在本专利技术的一种实施方式中，步骤(1)所述电解质溶液的pH值是根据氮氧自由基的种类确定，TEMPO类氮氧自由基的pH值为8.0～11.0；NHPI类氮氧自由基的pH值为3.0～5.0。
[0019]在本专利技术的一种实施方式中，步骤(1)所述电解质溶液中氮氧自由本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种麻纤维氮氧自由基/电化学脱胶及制备高价值酚的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：(1)麻纤维脱胶将含有氮氧自由基的电解质溶液、麻纤维加入工作电极区域，之后与含有缓冲溶液的辅助电极区域在水循环辅助装置的作用下进行电解，得到脱胶后的麻纤维和脱胶后的黑液；将脱胶后的麻纤维从工作电极的区域取出，水洗、给油、脱油、干燥，得到成品脱胶后的麻纤维；(2)制备高价值酚调整步骤(1)中工作电极区域的电极，继续进行电解；电解结束后，加入有机物进行分层，得到上层为醇溶类多酚、下层为水溶类多酚、中间为固态废弃物杂质的混合物；最后通过分离，得到高价值酚类物质。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述的氮氧自由基包括TEMPO类稳定氮氧自由基、NHPI类非稳定氮氧自由基；其中TEMPO类稳定氮氧自由基包括TEMPO、4
‑
OH
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TEMPO、4
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乙酰氨基TEMPO、4
‑
(4
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甲基苯磺酰氧基)
‑
TEMPO中的一种或多种；NHPI类非稳定氮氧自由基包括N
‑
羟基邻苯二甲酰亚胺及其衍生物、N
‑
羟基丁二酰亚胺、N
‑
羟基丁二酰亚胺、N,N'
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二羟基均苯四甲酸二胺、NHIM、NAPI、NNHPI、NHNI中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的缓冲液包括甘氨酸
‑
盐酸缓冲液、邻苯二甲酸
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盐酸缓冲液、磷酸氢二钠
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柠檬酸缓冲液、柠檬酸
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氢氧化钠
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盐...
【专利技术属性】
技术研发人员：孟超然，马琦尧，沈根，杨飞，卢淑冰，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：
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