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【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于生物质精炼领域,具体提供一种半纤维素定向转化的方法。
技术介绍
1、公开该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解,而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
2、木质纤维生物质原料主要包括纤维素、半纤维素和木质素三大组分,是地球上最为丰富的可再生资源。半纤维素是其中重要的组分,在分离过程中,半纤维素容易发生无序的降解反应,生成单糖、糠醛、乙酰丙酸、乳酸等产物,这大大增加了提取液中组分提纯的难度。如何更加有效地将木质纤维原料组分分离,并减少组分分离过程中发生的无序降解反应制约生物质原料高值化利用的关键所在。
3、在生物质组分分离反应完成后的提取液中,包含大量的已经降解溶解的木质素和半纤维素降解产物,从提取液中把这些产物进一步分离和提纯是实现生物质组分高值化利用的前提。目前,用于提取液中半纤维素纯化方法有:沉淀法、膜纯化法、吸附法、聚电解质絮凝法以及生物酶法。虽然对于生物质提取液中木素为主的杂质的去除和半纤维素的分离纯化进行了大量的研究,也有许多方法已经用于提取液中半纤维素的分离和纯化,但目前这些方法存在着木素去除选择性低或难以用于实际生产的问题,多种方法的结合会提高提取物的纯度,但也会导致生产流程的复杂以及得率的降低。溶解在生物质提取液中的半纤维素产物和可溶性木质素的分离成为一个亟待解决的难题。
技术实现思路
1、本专利技术是针对半纤维素提取过程中无序的降解,会产生复杂的半纤维素衍
2、为了实现上述目的,本专利技术采用如下技术方案:
3、本专利技术的第一个方面,提供了一种半纤维素定向转化的方法,包括:
4、在苯胺存在的条件下,对木质纤维原料中半纤维素进行提取及转化,使苯胺与半纤维素的降解产物糠醛进行反应,生成席夫碱。
5、与其他可与糠醛反应的物质相比,本专利技术采用苯胺与糠醛进行反应,可以在生物质分离过程中保持较好的分离选择性,不会与生物质中的纤维素进行反应,既可以在提取或转化过程中使糠醛完全转化为高价值的席夫碱,产物较单一,又不会引入新的杂质。
6、基于上述方法,本专利技术还针对提取方法进行了优化,经验证,所述提取包括:预水解、碱水解和酸水解。在该反应条件下,苯胺对半纤维素具有较好的分离选择性,可以使糠醛完全转化为高价值的席夫碱。
7、预水解的反应温度会影响木质纤维原料的主要组分含量和预水解液中糖含量。因此,本专利技术对预水解的反应温度进行了摸索,经本专利技术大量多次试验结果显示,所述预水解的反应温度选自80-300℃,可以将半纤维素转化为了单一的化合物。
8、在一些效果较好的实施方式中,所述预水解的反应温度为100-220℃。
9、进一步,在一些效果较好的实施方式中,所述预水解的反应温度为170-200℃。
10、随着预水解的反应时间的延长,半纤维的降解率提高。因此,本专利技术还对于预水解的反应时间进行了优化,在一些实施方式中,所述预水解的反应时间选自1-500min。
11、在一些效果较好的实施方式中,所述预水解的反应时间选自30-180min。
12、在一些效果较好的实施方式中,所述预水解的反应时间选自60-120min。
13、在一些实施例中,所述转化包括:半纤维素及其衍生物的转化。
14、苯胺的加入量对于预水解过程中糠醛的转化率有重要影响,因此,本申请对苯胺的加入量进行探究。经验证,所述苯胺的添加量为反应体系总质量的0.1-80%,可以使糠醛转化为高价值的席夫碱。
15、在一些效果较好的实施方式中,所述苯胺的添加量为反应体系总质量的1%-30%。
16、在一些效果较好的实施方式中,所述苯胺的添加量为反应体系总质量的1%-15%。
17、本专利技术的第二个方面,提供了上述的方法制备的席夫碱。
18、本专利技术的第三个方面,提供了上述的方法在生物质组分分离中的应用。
19、本专利技术的有益效果
20、(1)本专利技术将半纤维素转化为了单一的化合物,减少了半纤维素降解产物的无序反应。
21、(2)本专利技术避免了提取液中半纤维素产物和可溶性木质素分离提纯的难题。
22、(3)本专利技术得到单一的半纤维素产物席夫碱,有利于对木质纤维素生物质进行全面、有效地高值化利用。
23、(4)本专利技术制备操作流程简单,无二次污染。
24、(5)与其他可与糠醛反应的物质相比,本专利技术采用苯胺与糠醛进行反应,可以在生物质分离过程中保持较好的分离选择性,不会与生物质中的纤维素进行反应,既可以在提取或转化过程中使糠醛完全转化为高价值的席夫碱,产物较单一,又不会引入新的杂质。
25、(6)本专利技术中残余苯胺可通过真空蒸发的方式进行回收重复利用,不会影响后续产物的分离。
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1.一种半纤维素定向转化的方法,其特征在于,包括:
2.如权利要求1所述的半纤维素定向转化的方法,其特征在于,所述提取包括:预水解、碱水解和酸水解。
3.如权利要求2所述的半纤维素定向转化的方法,其特征在于,所述预水解的反应温度选自80-300℃、100-220℃、170-200℃中任一区间。
4.如权利要求2所述的半纤维素定向转化的方法,其特征在于,所述预水解的反应时间选自1-500min、30-180min、60-120min中任一区间。
5.如权利要求1所述的半纤维素定向转化的方法,其特征在于,所述转化包括:半纤维素及其衍生物的转化。
6.如权利要求1所述的半纤维素定向转化的方法,其特征在于,所述苯胺的添加量为反应体系总质量的0.1-80%。
7.如权利要求1所述的半纤维素定向转化的方法,其特征在于,所述苯胺的添加量为反应体系总质量的1%-30%。
8.如权利要求1所述的半纤维素定向转化的方法,其特征在于,所述苯胺的添加量为反应体系总质量的1%-15%。
9.权利要求1-8任一项
10.权利要求1-8任一项所述的方法在生物质组分分离中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种半纤维素定向转化的方法,其特征在于,包括:
2.如权利要求1所述的半纤维素定向转化的方法,其特征在于,所述提取包括:预水解、碱水解和酸水解。
3.如权利要求2所述的半纤维素定向转化的方法,其特征在于,所述预水解的反应温度选自80-300℃、100-220℃、170-200℃中任一区间。
4.如权利要求2所述的半纤维素定向转化的方法,其特征在于,所述预水解的反应时间选自1-500min、30-180min、60-120min中任一区间。
5.如权利要求1所述的半纤维素定向转化的方法,其特征...
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