【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于纯化木质素的方法，其中将金属从木质素移除。此外，本专利技术涉及具有在200ppm以下的总金属含量的木质素。可将所述纯化的木质素进一步加工为末端产品诸如碳富集的材料。
技术介绍
1、木质素(芳族聚合物)为例如木材中的主要成分，并且为地球上仅次于纤维素的最丰富的碳来源。近年来，随着从制浆过程中提取高度纯化的、固体和特别(particularized，微粒)形式的木质素的技术的开发和商业化，作为目前源自于石化工业的主要的芳族化学前体的可能的可再生替代品，其引起了极大的关注。
2、如今，木质素的最商业性关联的来源为硫酸盐(kraft)木质素。该木质素从硬木或软木通过硫酸盐工艺获得。使用例如膜过滤或超滤可将所述木质素从碱性黑液分离。lignoboost为一种惯常的分离工艺并且描述在例如wo2006031175 a1中。在该工艺中，通过降低ph水平(通常地通过添加二氧化碳)将木质素从碱性黑液沉淀，并且随后过滤出。在下一步骤中在酸性条件下将木质素滤饼重新浆化(惯常地使用硫酸)并且进行洗涤。所述沉淀的洗涤的木质素可被直接使用或进一步干燥。
3、黑液作为来自硫酸盐工艺的副产品容易可得，并且由此为成本高效的木质素来源。然而，由于黑液含有一定量的金属，所述金属大多源自木材和源自在制浆过程期间使用的蒸煮化学品，从黑液沉淀的木质素会也含有一定量的金属。一般地，木质素会包含相对高水平的钠和钾以及较低量的其它金属诸如铝、钙、铁、镁和锰。木质素可还包含微量的其它金属。
4、在分离过程期间通过酸性洗涤步骤可将
5、木质素可还通过不同的分级分离方法诸如有机溶剂工艺或水解木质素获得。然而与硫酸盐工艺相比，对于生产木质素而言有机溶剂工艺的商业利益较低。
6、将金属从木质素移除的各种尝试已被进行。对于这些方法而言的共同点为其相当复杂，涉及许多额外的加工步骤；和/或其在其金属移除效率方面不充分地高效，导致不充分的纯度水平和/或长洗涤时间。
7、kr101451299 b1公开了这样的方法，其中将木质素重复地溶解和沉淀以获得具有低灰分含量的木质素。然而，需要许多额外的工艺步骤。
8、wo2020013752 a1公开了将木质素溶解在酸性水溶剂中的方法。通过相分离获得两相系统，其中一个相为富木质素相，并且另一相缺乏木质素并且包含从木质素提取的金属阳离子。然而需要许多额外的工艺步骤。
9、由此，存在着针对用于纯化木质素的改善的方法的需要，其中获得的纯化的木质素具有充分地低的金属含量使得可将所述纯化的木质素还使用于需要高纯度的材料的应用中。此外，所述方法应为成本高效的并且与大规模制造相容。
技术实现思路
1、本专利技术的目的为提供用于纯化木质素的改善的方法，该方法消除或减轻了现有技术方法的至少一些缺点。
2、本专利技术的进一步目的为提供用于纯化木质素的方法，其中获得的木质素具有降低的总金属含量。
3、本专利技术的进一步目的为提供用于纯化木质素的方法，该方法与大规模制造相容。
4、上文提及的目的以及本领域技术人员根据本专利技术会意识到的其它目的，通过本专利技术的各种方面被实现。
5、根据第一方面，本专利技术涉及用于纯化木质素的方法，其中所述方法包括以下步骤：
6、a)提供呈固体形式的木质素；
7、b)提供具有在6以下的ph的酸性水溶液；
8、c)将所述木质素沉浸在所述酸性水溶液中持续至少15分钟，其中在沉浸期间酸性水溶液的温度在从40℃至100℃的范围中，以将金属从木质素移除至酸性水溶液，使得获得所述纯化的木质素；
9、d)将所述获得的纯化的木质素从酸性水溶液分离；以及
10、e)任选地洗涤所述分离的纯化的木质素
11、其中木质素在所述方法的所有步骤期间保持呈固体形式。
12、根据第一方面的本专利技术的方法基于以下的出人意料的认识：通过将木质素沉浸在从40℃至100℃的范围中的温度下的酸性水溶液中持续至少15分钟，可将金属从呈固体形式的木质素移除。这能够实现用于纯化木质素的方法，所述方法快速并且包括少的额外的方法步骤，并且其可使用在来自黑液的木质素的生产期间采用的现有加工设备进行。所述方法由此与大规模制造相容。
13、根据第二方面，本专利技术涉及具有在200ppm以下或等于200ppm的总金属含量的木质素。
14、具有低含量的金属的木质素材料在多个不同的应用中引人关注，诸如在生物燃料和用于向碳富集的材料(诸如碳纤维和碳粉末)的转化中，特别是为了在能量储存应用中使用。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.用于纯化木质素的方法，其中所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其中步骤a)中提供的木质素为硫酸盐木质素。
3.根据权利要求1-2任一项所述的方法，其中步骤a)中提供的木质素具有至少500ppm的总金属含量。
4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其中步骤a)中提供的木质素具有至少18ppm的铝含量；至少18ppm的钙含量；至少16ppm的铁含量；至少30ppm的钾含量；至少45ppm的镁含量；至少11ppm的锰含量；以及至少400ppm的钠含量。
5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其中木质素呈颗粒的形式提供并且其中所述木质素颗粒的粒度分布使得至少80重量％的颗粒具有少于0.2mm的直径。
6.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其中所述酸性水溶液中的酸的总量在从0.1至6重量％的范围中，基于沉浸在所述酸性水溶液中的木质素的干重计。
7.根据权利要求1-6任一项所述的方法，其中所述酸性水溶液包含至少一种有机酸。
8.根据权利要求7所述的方法，其中所述至少一种有机酸选自甲
9.根据权利要求1-8任一项所述的方法，其中步骤d)中的分离使用过滤进行。
10.根据权利要求1-9任一项所述的方法，其中步骤c-d和任选地e)重复至少一次。
11.根据权利要求1-10任一项所述的方法，其中使分离的木质素经历用水性洗涤溶液洗涤。
12.根据权利要求1-11任一项所述的方法，其中所述方法包括干燥分离的和任选地洗涤的木质素的额外的步骤。
13.根据权利要求1-12任一项所述的方法，其中所述获得的纯化的木质素具有少于200ppm的总金属含量。
14.根据权利要求1-13任一项所述的方法，其中所述获得的纯化的木质素具有少于15ppm的铁含量。
15.根据权利要求1-14任一项所述的方法，其中所述获得的纯化的木质素具有少于10ppm的锰含量。
16.根据权利要求1-15任一项所述的方法，其中所述获得的纯化的木质素具有少于17ppm的铝含量；少于16ppm的钙含量；少于10ppm的钾含量；少于42ppm的镁含量；以及少于30ppm的钠含量。
17.具有少于200ppm的总金属含量的木质素。
18.根据权利要求17所述的木质素，其中所述木质素具有少于15ppm的铁含量。
19.根据权利要求17-18任一项所述的木质素，其中所述木质素具有少于10ppm的锰含量。
20.根据权利要求17-19任一项所述的木质素，其中所述木质素具有少于17ppm的铝含量；少于16ppm的钙含量；少于10ppm的钾含量；少于42ppm的镁含量；以及少于30ppm的钠含量。
21.根据权利要求17-20任一项所述的木质素，其中所述木质素为硫酸盐木质素。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.用于纯化木质素的方法，其中所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其中步骤a)中提供的木质素为硫酸盐木质素。
3.根据权利要求1-2任一项所述的方法，其中步骤a)中提供的木质素具有至少500ppm的总金属含量。
4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其中步骤a)中提供的木质素具有至少18ppm的铝含量；至少18ppm的钙含量；至少16ppm的铁含量；至少30ppm的钾含量；至少45ppm的镁含量；至少11ppm的锰含量；以及至少400ppm的钠含量。
5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其中木质素呈颗粒的形式提供并且其中所述木质素颗粒的粒度分布使得至少80重量％的颗粒具有少于0.2mm的直径。
6.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其中所述酸性水溶液中的酸的总量在从0.1至6重量％的范围中，基于沉浸在所述酸性水溶液中的木质素的干重计。
7.根据权利要求1-6任一项所述的方法，其中所述酸性水溶液包含至少一种有机酸。
8.根据权利要求7所述的方法，其中所述至少一种有机酸选自甲酸和草酸。
9.根据权利要求1-8任一项所述的方法，其中步骤d)中的分离使用过滤进行。
10.根据权利要求1-9任一项所述的方法，其中步骤c-d和任选地e)重复至少一次。
11.根据权利要求1-10任一项所述的方法，其中使分离的...
【专利技术属性】
技术研发人员：V·奥尔森，U·斯托克维尔，M·比约克，
申请(专利权)人：斯道拉恩索公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。