的质量除以纤维素的质量。
[0042]实施例1
[0043](1)预水解
[0044]将玉米秸皮水洗除杂，晾干后剪成长l-2cm，宽0.5cm的小段，平衡水分；然后在170°C，加入水和冰乙酸，冰乙酸用量2% (冰乙酸与绝干玉米秸皮的质量百分比)，液比5:1，处理30min，过滤，水洗涤；
[0045](2)硫酸盐法蒸煮
[0046]在硫化度25%，用碱量16%，液比5:1，在170°C下蒸煮60min，过滤，水洗涤；
[0047](3)漂白
[0048]加入水和DTPA，在DTPA用量0.5 %，浆浓15 %，温度40°C，pH为3的条件下进行预处理30min，过滤，水洗涤；
[0049]然后在氧压0.8MPa，加入水，H202用量为3%，NaOH用量为4%，温度80°C，MgSO 4用量0.4 %，~g用量3 %，浆浓9 %，处理60min，过滤，洗涤，得到漂白浆；
[0050]步骤(3)各物质用量以步骤(2)所得物料的绝干重量的质量百分比计；
[0051](4)碱精制
[0052]在质量分数为5 %的Κ0Η水溶液中，温度为30°C和液比20:1的条件下浸泡漂白浆24h ;然后在80°C水浴中搅拌2h，过滤，洗涤，得到纤维素；
[0053](5)酸解
[0054]纤维素按照液比50:1加入质量分数为60 %的硫酸，于40°C下在水浴恒温振荡器中振荡2h后，终止反应，离心后，将上清液倒出，沉淀物用去离子水在12000r/min的转速下反复离心冲洗至pH值大于5 ;
[0055](6)透析
[0056]将离心后的沉淀物放入透析袋(截留分子量8000?14000)中，用超纯水透析至pH值为7 ;
[0057](7)超声
[0058]透析后的悬浮液于冰水浴中用超声波细胞粉碎机在540w的输出功率下处理15min，-45°C冷冻干燥48h，得到纳晶纤维素，其平均粒径为84.89nm(粒径分布曲线见图2)，结晶度为70.86% (X-射线衍射图谱见3)。
[0059]实施例2
[0060](1)预水解
[0061]将玉米秸皮水洗除杂，晾干后剪成长l-2cm，宽0.5cm的小段，平衡水分；然后在170°C，加入水和冰乙酸，冰乙酸用量2% (冰乙酸与绝干玉米秸皮的质量百分比)，液比5:1，处理30min，过滤，水洗涤；
[0062](2)硫酸盐法蒸煮
[0063]在硫化度25%，用碱量16%，液比5:1，在170°C下蒸煮60min，过滤，水洗涤；
[0064](3)漂白
[0065]加入水和DTPA，在DTPA用量0.5 %，浆浓15 %，温度40°C，pH为3的条件下进行预处理30min，过滤，水洗涤；
[0066]然后在氧压0.8MPa，加入水，H202用量为3%，NaOH用量为4%，温度80°C，MgSO 4用量0.4 %，~g用量3 %，浆浓9 %，处理60min，过滤，洗涤，得到漂白浆；
[0067]步骤(3)各物质用量以步骤(2)所得物料的绝干重量的质量百分比计。
[0068](4)碱精制
[0069]在质量分数为8%的Κ0Η水溶液中，温度为30°C和液比20:1的条件下浸泡漂白浆36h ;然后在80°C水浴中搅拌2h，过滤，洗涤，得到纤维素；
[0070](5)酸解
[0071 ] 将纤维素按照液比50:1加入混合酸为(98 % ) H2S04: (37 % ) HC1: H20 = 2:1:2 (体积比)，于45°C下在水浴恒温振荡器中振荡2h后，终止反应，离心后，将上清液倒出，沉淀物用去离子水在12000r/min的转速下反复离心冲洗至pH值大于5 ；
[0072](6)透析
[0073]将离心后的沉淀物放入透析袋(截留分子量8000?14000)中，用超纯水透析至pH值为7 ;
[0074](7)超声
[0075]透析后的悬浮液于冰水浴中用超声波细胞粉碎机在540w的输出功率下处理15min，_45°C冷冻干燥48h，得到纳晶纤维素，其平均粒径为62.32nm，结晶度为68.83%。
【主权项】
1.一种以玉米秸皮为原料制备纳晶纤维素的方法，包括以下步骤: (1)预水解 150?180°C，加入水和冰乙酸，预水解玉米秸皮，处理20?120min，过滤，水洗涤； (2)硫酸盐法蒸煮 将步骤(1)所得物料，在150?180°C下，采用硫酸盐法蒸煮30?120min，过滤，水洗涤； (3)漂白 a.预处理 将步骤(2)所得物料在30?50°C，pH为2.5?3.5，加入水和二乙基三胺五乙酸，预处理20?40min，过滤，水洗涤； b.漂白处理 70?90°(:，加入水、!1202、恥0!1、]\%304、他23丨03，通入氧气，保持氧压0.6?1.0MPa，处理物料50?70min，过滤，水洗涤； (4)碱精制 将步骤(3)所得物料，温度为25?35°C下，浸泡于K0H水溶液中12?48h ;在温度70?90°C下搅拌1?3h，过滤，水洗涤； (5)酸解 将步骤(4)中所得物料在30?50°C，酸解1?3h，离心； (6)透析 将步骤(5)所得沉淀物放入截留分子量为8000?14000的透析袋中，以超纯水透析； (7)超声 将步骤(6)所得物料，在冰水浴中超声处理，超声功率为450?630w，时间10?20min，冷冻干燥。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于: 步骤⑴中，冰乙酸与绝干玉米秸皮的质量百分比为1%?3%，液比为4:1?10:1。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于: 所述步骤(2)中，硫化度20%?30%，用碱量15%?20%，液比4:1?10:1。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于: 所述步骤(3)a中，浆浓10%?20% ;以步骤(2)所得物料的绝干重量的质量百分比计，所述二乙基三胺五乙酸用量为0.4%?0.6% ; 所述步骤(3)b中，浆浓8%?10% ;以步骤a所得物料的绝干重量的质量百分比计，H202用量为2%?4%，NaOH用量为3%?5%，MgSO 4用量为0.3%?0.5%，Na2Si03用量为2%?5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于: 所述步骤⑷的液比10:1?30:1，K0H的质量分数为4%?10% ; 经所述步骤(4)处理后，所得物料为纤维素，纯度85%?100%。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于: 步骤(5)的液比为20:1?60:1 ; 所述酸解使用混合酸或质量分数为30%?70%硫酸； 所述混合酸为体积比为2:1:2的H2S04、HC1和H20的混合液； 离心，倾倒上清液，保留沉淀物，加入去离子水，反复离心，直至pH值大于等于5。7.一种预水解液，其特征在于，包括权利要求1所述方法步骤(1)过滤所得的液相。8.权利要求7所述预水解液在生产单糖、低聚糖、有机酸、糖降解产物以及衍生物中的应用。9.一种蒸煮废液，其特征在于，包括权利要求1所述方法步骤(2)过滤所得液相。10.权利要求9所述蒸煮废液在生产木素以及木素衍生物中的应用。
【专利摘要】本发明公开了一种以玉米秸皮为原料制备纳晶纤维素的方法，包括以下步骤：以冰乙酸预水解玉米秸皮；采用硫酸盐法蒸煮；以二乙基三胺五乙酸预漂白处理；加入H2O2、NaOH、MgSO4、，Na2SiO3，通入氧气，保持氧压0.6-1.0MPa，处理物料；温度浸泡于KOH中搅拌；酸解1h-3h；超纯水透析；冰水浴中超声处理，冷冻干燥，即得到纳晶纤维素。以农业废弃物玉米秸皮为原料，采用预水解-硫酸盐法蒸煮-绿色漂白-碱精制-酸解-超声处理工艺制备纳晶纤维素，该工艺具有原料成本低、环保、综合利用性强的特征。
【IPC分类】D21C9/147, D21C1/04, D21C3/02, D21C9/16, D21C5/00
【公开号】CN105421129
【申请号】CN201510884016
【发明人】李海明, 王安, 郭延柱, 马明帅, 周景辉, 毕佳捷
【申请人】大连工业大学
【公开日】2016年3月23日
【申请日】2015年12月4日