本发明属于生物质综合利用领域，特别涉及一种从木糖醇渣中分离获取富纤维素材料的方法。
背景技术：
1、中国是木糖醇生产大国，木糖醇渣资源丰富，年均产量约为千万吨。但是木糖醇渣的利用率较低，当前大量木糖醇渣被露天堆放或集中焚烧，不仅严重污染环境，而且造成资源浪费。因此，提高木糖醇渣资源综合利用率，对改善环境质量和促进经济社会绿色发展有着重要的作用。
2、纤维素是地球上储量最丰富的可再生资源，其来源范围广、绿色环保并且可生物降解，被广泛用于制药、纺织等工业领域。随着不可再生资源如石油、煤炭等的日益短缺及其使用过程中产生的污染问题越来越被人们重视，开发利用纤维素资源变得尤为重要。
3、木糖醇渣主要由纤维素、木质素和极少量的半纤维素构成，纤维素分子通过分子链间的氢键，以结晶结构形成基本骨架，骨架内填充着木质素和少量的半纤维素。纤维素具有较高的结晶度且分子间与分子内存在的大量氢键，使其不溶于传统的溶剂，这已成为开发利用纤维素的最大障碍。因此，如何高效地分离生物质以获取纤维素，成为学术界与工业界一直以来的关注重点。
4、离子液体是一种新型高效绿色溶剂，具有热稳定性好、结构可调和可重复使用等优点。离子液体的出现为人们可持续地开发与利用生物质资源提供了新的思路，对解决能源危机和环境污染问题具有重要意义。
5、现有文献有很多关于利用离子液体溶剂体系提取纤维素的研究，如i.semerci,f.güler,[protic ionic liquids as effective agents for pretreatment of cottonstalks at high biomass loading],industrial crops and products,125(2018)588-595；f.j.v.gschwend,f.malaret,s.shinde,a.brandt-talbot,j.p.hallett,[rapidpretreatment of miscanthus using the low-cost ionic liquid triethylammoniumhydrogen sulfate at elevated temperatures],green chemistry 20(15)(2018)3486-3498；v.rigual,a.ovejero-pérez,s.rivas,j.c.domínguez,m.v.alonso,m.oliet,f.rodriguez,[protic,aprotic,and choline-derived ionic liquids:towardenhancing the accessibility of hardwood and softwood],acs sustainablechemistry&engineering,8(3)(2020)1362-1370；e.liu,m.li,l.das,y.pu,t.frazier,b.zhao,m.crocker,a.j.ragauskas,j.shi,engineering,[understanding ligninfractionation and characterization from engineered switchgrass treated by anaqueous ionic liquid],acs sustainable chem.eng,6(5)(2018)6612-6623等中记载，其采用的离子液体溶剂体系主要为[hbim][hso4]-水、[tea][hso4]-水、[mim][cl]、[ohetam][oac]、[ch][ser]、[ch][lys]-水等，主要用于从棉秆、巨芒、松木、桉木、柳枝稷等生物质原料中分离提取富纤维素材料，纤维素收率在50-78％，纤维素纯度为40-60％。
6、cn114808510a中公开了一种离子液体从木糖醇渣中提取高纯纤维素材料的方法，以木糖醇渣为提取纤维素的原料，将氨基磺酸和离子液体均匀混合后加入木糖醇渣，反应所得混合液经离心，上清液与丙酮水溶液混合均匀后，再次离心，得到再生纤维素；对所得再生纤维素多次水洗直至洗液澄清，冻干,得到高纯纤维素，其纯度高主要是因为使用的氨基磺酸破坏了半纤维素和木质素复合体，使纤维素溶解到离子液体中。但整体上其纤维素的收率偏低。
技术实现思路
1、目前的离子液体体系从生物质中提取纤维素的效率还有较大提升空间，经发明人研究发现，这一方面是因为目前的离子液体体系对三素的溶解选择性较低造成的，另一方面是纤维素在提取过程中发生降解，这均造成纤维素收率低。虽然例如氨基酸等物质一定程度上能抑制纤维素在离子液体中的降解，但氨基酸在离子液体中的溶解性较差，削弱了其抑制离子液体中纤维素降解的效果。因此，在本发明中，发明人采用氨基酸类离子液体，并结合对纤维素无溶解能力或溶解能力很低的离子液体，将木质素和少量的半纤维素溶解，达到提取纤维素的目的，极大地提高了纤维素的提取率，并且所有溶剂可简单地循环利用。
2、为了实现以上技术目的，本发明的技术方案如下：
3、一种从木糖醇渣中获取富纤维素材料的方法，包括以下步骤：
4、对木糖醇渣进行清洗、破碎处理后，与包括离子液体ⅰ和离子液体ⅱ的复合离子液体体系混合，所述离子液体ⅰ为氨基酸离子液体，所述离子液体ⅱ为对纤维素无溶解能力或溶解能力很低的离子液体，混合后使木糖醇渣溶解，之后加入清洗剂，固液分离得到溶余物，对溶余物洗涤、干燥后，获得所述富纤维素材料。
5、本发明所述溶余物是指木糖醇渣充分溶解后的不溶物。
6、进一步的，所述离子液体ⅰ的阳离子选自烷基季铵离子[nrxh4-x]+、烷基季磷离子[prxh4-x]+、烷基取代的咪唑离子、n-烷基取代的吡啶离子中的至少一种，其中更优选为烷基季铵离子[nrxh4-x]+、烷基取代的咪唑离子、n-烷基取代的吡啶离子中的至少一种；进一步优选为1-乙基-3-甲基咪唑离子和n-乙基-2-甲基吡啶离子中的至少一种，其阴离子选自精氨酸离子、组氨酸离子、赖氨酸离子、苏氨酸离子和脯氨酸离子中的至少一种，其中更优选为精氨酸离子。
7、进一步的，所述离子液体ⅰ优选为1-乙基-3-甲基咪唑精氨酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑赖氨酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑苏氨酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑组氨酸盐和n-乙基-2-甲基吡啶精氨酸盐中的至少一种。
8、进一步的，所述离子液体ⅱ对纤维素溶解度不大于0.05g/100g离子液体。作为进一步的优选，所述离子液体ⅱ的阳离子选自烷基季铵离子[nrxh4-x]+、烷基季磷离子[prxh4-x]+、烷基取代的咪唑离子、n-烷基取代的吡啶离子中的至少一种，优选为1-乙基-3-甲基咪唑离子和n-乙基-2-甲基吡啶离子中的至少一种；其阴离子为四氟硼酸根离子。
9、进一步的，所述离子液体ⅱ选自1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐和n-乙基-2-甲基吡啶四氟硼酸盐中的至少一种。
10、进一步的，所述复合离子液体中，以总重量计，所述离子液体ⅰ的重量百分比为0.8％-20％，优选为0.9-15％，更优选为2％-10％。
11、进一步的，木糖醇渣和复合离子液体的混合比例，按木糖醇渣为复合离子液体重量的0.5％-15％加入，优选按0.9％-10％加入。
12、进一步的，木糖醇渣和复合离子液体的混合溶解的温度为90-150℃，优选130-150℃，时间为1-4h。
13、进一步的，所述对木糖醇渣进行清洗、破碎处理是使用蒸馏水对木糖醇渣进行清洗，经粉碎机破碎成粉末后过筛，得到不大于100目，优选不大于120目的木糖醇渣固体。
14、进一步的，所述清洗剂的加入是为了使溶余物分离时尽可能少地携带离子液体，从而更利于后续洗涤时溶剂的回收利用。所述清洗剂选自低碳醇、水或两者的混合溶液。进一步的，所述低碳醇选自甲醇、乙醇、正丙醇和异丙醇中的至少一种。
15、进一步的，所述对溶余物洗涤是依次用dmso和甲醇进行洗涤。对溶余物干燥的方法为烘干或冻干。
16、采用本发明的技术方案，具有以下有益效果：
17、(1)本发明对木糖醇渣进行提取纤维素的方法，得到的纤维素收率不低于91％，纯度不低于73％。
18、(2)本发明采用氨基酸离子液体，不同于氨基酸或改性氨基酸与离子液体的混合体系，本发明的两种类型的离子液体能较好地互溶，其中的氨基酸离子能发挥对纤维素降解的抑制作用，使得提取过程中纤维素降解率低，从而很大程度上提高了纤维素的收率。
19、(3)本发明的两种互溶的离子液体体系，溶剂可简单地循环利用。
20、本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。