【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及生物质资源化领域，特别涉及一种耦合预处理生物质制备芳香单体和纤维素吸管的方法。
技术介绍
1、木质纤维素由纤维素、半纤维素和木质素组成，是生产化学品、材料和生物燃料的潜在能源。此外，利用木质纤维素类生物质是实现碳中和的重要措施之一。纤维素和半纤维素可以水解得到各种生化产品。木质素可以制备成新型材料，如木质素微纳米颗粒。为了获得这些生物产品，需要通过预处理有效分离纤维素、半纤维素和木质素，这在生物炼制过程中具有重要意义。
2、许多预处理方法被广泛使用。无机酸是酸预处理中使用的主要酸之一，通常溶解半纤维素和木质素。然而，无机酸预处理具有一些缺点，包括相对较高的温度、压力和较低的木质素溶解度。值得注意的是，有机酸预处理与绿色分离吸引了广泛的研究。然而，在用酸对生物质进行预处理时，通常伴随着木质素的缩合反应，这不仅导致木质素在溶解和解聚过程中形成更多的c-c键，还会导致缩合木质素沉积在纤维素残渣表面。缩合木质素不利于木质素的后续增值利用。
3、一次性塑料吸管的大规模生产和使用带来了严重的环境问题，许多国家禁止使用塑料吸管。pla吸管的原料成本过高，热稳定性差。基于上述问题，迫切需要一种低成本、完全可降解且环境友好的塑料替代品。因此，纤维素基吸管可以很好地满足要求。作为最丰富的天然高分子材料，纤维素材料因其可再生性、可生物降解性和生物相容性而被视为替代塑料的完美选择。虽然纸吸管可以自然降解，但纸吸管有很多缺点。一是水稳定性差，二是纤维素纸吸管中纤维的随机分布和大量空隙限制了纸吸管的机械性能。随着化石资
4、而现有技术对生物材料加工后的废渣如甘蔗渣中还含有大量的纤维素、半纤维素和木质素等物质，如何利用更有效的预处理生物质的方法充分利用废渣中的木质纤维素以及促进木质素的解聚是现有技术有待解决的技术问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种耦合预处理生物质制备芳香单体和纤维素吸管的方法。
2、本专利技术的目的通过下述技术方案实现：
3、一种耦合预处理生物质制备芳香单体和纤维素吸管的方法，包括以下步骤：
4、(1)将生物质与甲酸水溶液混合，加热搅拌，然后通过抽滤分离，得到木质纤维素湿膜和含木质素的预处理液；
5、(2)用洗涤液洗涤步骤(1)得到的木质纤维素湿膜，收集洗涤后的洗涤液，过滤，向滤液中加入水，离心后收集上清液冷冻干燥，得到再生木质素；
6、(3)将步骤(1)收集的含木质素的预处理液或步骤(2)得到的再生木质素用甲酸水溶液稀释后与nacooh混合，加热搅拌，反应后将混合产物转移到烧杯中，干燥，干燥后的产物中加入溶剂，得到含芳香单体的深棕色油和残余木质素固体；
7、(4)将步骤(1)得到的木质纤维素湿膜切成方形，然后将湿膜卷在柱体上，粘合边缘，干燥，从柱体上剥离得到纤维素吸管。
8、进一步地，步骤(1)中所述的生物质为植物残渣，更进一步为甘蔗渣。
9、进一步地，步骤(1)中所述的生物质为生物质粉末。
10、进一步地，步骤(1)中所述的生物质经过预氧化或未经过预氧化；所述的预氧化包括以下步骤：
11、生物质与乙腈(mecn)和2,3-二氯-5,6-二氰基苯醌(ddq)混合，用o2加压，并加热搅拌反应；过滤收集得到预氧化生物质，干燥，得到经过预氧化的生物质；
12、更进一步地，所述的生物质与mecn的质量体积比为1g：(5～15)ml；
13、更进一步地，所述的生物质与ddq的质量比为1g：0.2～0.5g；
14、更进一步地，所述的o2加压的压力为0～2mp；再更进一步为1mp。
15、更进一步地，所述的加热搅拌反应为：温度为80～90℃，搅拌反应0～2h，不包括0；再更进一步为：温度90℃，搅拌反应2h。
16、更进一步地，所述的过滤为采用中速滤纸过滤。
17、更进一步地，所述的干燥为烘箱烘干过夜。
18、进一步地，步骤(1)中所述的生物质与甲酸水溶液的质量体积比为1g：(5～15)ml；更进一步为1g：10ml。
19、进一步地，步骤(1)中所述的甲酸水溶液的浓度为体积百分比80％～90％；更进一步为体积百分比90％。
20、进一步地，步骤(1)中所述的加热为：温度90～130℃加热0～2h，不包括0；更进一步为：温度110℃加热2h。
21、进一步地，步骤(2)中所述的洗涤液包括乙醇水溶液或无水乙醇；更进一步为体积百分比浓度30％～100％、不包括100％的乙醇水溶液；再更进一步为体积百分比浓度50％乙醇水溶液。
22、步骤(2)中所述的再生木质素与步骤(1)中所述的含木质素的预处理液中的木质素为同一物质。
23、进一步地，步骤(3)中所述的含木质素的预处理液与甲酸水溶液的体积比为1:8～12；更进一步为1:9。
24、进一步地，步骤(3)中所述的甲酸水溶液的浓度为体积百分比80％～90％；更进一步为体积百分比90％。
25、进一步地，步骤(3)中所述的含木质素的预处理液与nacooh的体积质量比为1ml：0.1～1g；更进一步为1ml：0.5g。
26、进一步地，步骤(3)中所述的加热搅拌为：温度为90～130℃加热搅拌12～24h；更进一步为：温度为110℃加热搅拌24h。
27、进一步地，步骤(4)中所述的方形湿膜的尺寸为3×10cm2。
28、进一步地，步骤(4)中所述的粘合边缘为通过挤压粘合在柱体侧面的湿膜边缘。
29、进一步地，步骤(4)中所述的干燥为：温度为80～100℃，干燥5～6h。更进一步为：温度为80℃，干燥6h。
30、一种纤维素吸管，通过上述方法制备得到。
31、本专利技术相对于现有技术具有如下的优点及效果：
32、1、本专利技术采用ddq预氧化和甲酸提取的耦合预处理的方法实现了低温分离生物质三组分的目的。
33、2、本专利技术采用ddq预氧化和甲酸提取的耦合预处理的方法实现了促进木质素解聚成芳香单体以及纤维素木质纤维素湿膜制备成吸管的双重作用，提高了甘蔗渣全组分的利用率，拓宽了甘蔗渣的应用。通过ddq预氧化，木质素总芳香单体的产率提高了近1.5倍，木质纤维素吸管的拉伸强度和弯曲强度分别提高了1.3倍和2倍。
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1.一种耦合预处理生物质制备芳香单体和纤维素吸管的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
10.一种纤维素吸管，其特征在于，通过权利要求1～9任一项制备方法制备得到。
【技术特征摘要】
1.一种耦合预处理生物质制备芳香单体和纤维素吸管的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
【专利技术属性】
技术研发人员：许细薇，叶嘉敏，余海鹏，贾志文，李宛谕，李凌昊，王红，蒋恩臣，孙焱，
申请(专利权)人：华南农业大学，
类型：发明
国别省市：
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