吡啶类似物‑羧酸分离生物质木素的方法与流程

文档序号:11932036阅读:199来源:国知局

本发明涉及一种吡啶类似物-羧酸在木素分离中的应用,是一项改进的木素分离的技术。



背景技术:

木素是世界上第二丰富的有机天然化合物,也是一种可再生的芳香化合物资源,可以用于制备化学品。生物质精炼就是从生物质选择性分离3个主要组分:纤维素、半纤维素和木素,利用这3个组分生产燃料和化学品。其中,木素的有效利用是目前的一个挑战。木质纤维生物质成分分离,一般都采用破坏化学结构的方法,这样导致木素降解,只能用于低价值的应用。因此,关键的挑战仍然是有效、经济、选择性分离出木素。

硫酸盐法和亚硫酸盐法是最古老的生物质脱木素的技术。然而,这两个方法能耗高、污染严重;而且,温度高、压力高,容易破坏生物质化学结构。相对于这两个方法,有机溶剂制浆工艺能够克服这些缺点,木素破坏少,但是,成本高,溶剂热不稳定。

离子液体是指在室温或接近室温下呈现液态的、完全由阴阳离子所组成的盐,也称为低温熔融盐。离子液体作为离子化合物,其熔点较低的主要原因是因其结构中某些取代基的不对称性使离子不能规则地堆积成晶体所致。它一般由有机阳离子和无机或有机阴离子构成,常见的阳离子有季铵盐离子、季鏻盐离子、咪唑盐离子和吡咯盐离子等,阴离子有卤素离子、四氟硼酸根离子、六氟磷酸根离子等。

由于离子液体本身所具有的许多传统溶剂所无法比拟的优点及其作为绿色溶剂应用于有机及高分子物质的合成,因而受到越来越多的化学工作者的关注。它被广泛应用于化学研究的各个领域中。离子液体作为反应的溶剂已被应用到多种类型反应中:氢化反应、傅-克反应、不对称催化、分离提纯、电化学。

本申请采用吡啶类似物-羧酸组成离子液体分离生物质木素。与其他离子液体相比,提取木素的效率和纯度更高。



技术实现要素:

本发明所要解决的技术问题是提供一种改进的分离木素的方法,其工艺技术容易实施,无污染,提高木素分离的效果明显。

本发明方法是在吡啶类似物、羧酸存在的条件下,对生物质进行处理;

对生物质处理时,吡啶类似物用量为生物质质量的1-2%,羧酸用量为生物质质量的2-3%;对生物质处理时,温度为60℃~80℃,时间为1h~3h。

所述吡啶类似物为4,4’-联吡啶-对苯二醌二甲烷、2,6-二(4-吡啶基)-4-苯基吡啶或2,4,6-三(4-吡啶基)吡啶;该类物质参照"王国明.几种新型吡啶类似物的合成、表征及其电致变色性能的研究.西南大学,2014"中方法制得。

所述羧酸为甲酸、乙酸或丙酸。

本发明的有益效果是:

(1)无味、不燃、蒸汽压低,避免环境污染问题;

(2)溶解性能好,可在均相条件下反应;

(3)热稳定性和化学稳定性好,易于分离;

(4)用量少,实施容易;

(5)改善木素分离的各项性能,木素提取率高于传统的方法和一般的离子液体的方法,木素提取率提高20-30%。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明作进一步详细说明,但本发明保护范围不局限于所述内容。

实施例1

在4,4’-联吡啶-对苯二醌二甲烷、甲酸存在的条件下,分离生物质中的木素,4,4’-联吡啶-对苯二醌二甲烷用量为1%,羧酸用量为2%。处理的温度控制在60℃,时间3h;木素提取率为75%,高于传统的方法和一般的离子液体的方法20%。

实施例2

在2,6-二(4-吡啶基)-4-苯基吡啶、丙酸存在的条件下,分离生物质中的木素,吡啶类似物用量为1.5%,羧酸用量为2.5%;处理的温度控制在70℃,时间2h;木素提取率为80%,高于传统的方法和一般的离子液体的方法25%。

实施例3

在2,4,6-三(4-吡啶基)吡啶、乙酸存在的条件下,分离生物质中的木素,吡啶类似物用量为2%,羧酸用量为3%;处理的温度控制在80℃,时间1h;木素提取率为85%,高于传统的方法和一般的离子液体的方法30%。

实施例4

在4,4’-联吡啶-对苯二醌二甲烷、乙酸存在的条件下,分离生物质中的木素,吡啶类似物用量为2%,羧酸用量为3%;处理的温度控制在65℃,时间3h;木素提取率为85%,高于传统的方法和一般的离子液体的方法28%。

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